CN101248135B - 增塑官能化丙烯共聚物粘合剂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及粘合剂组合物,包括:具有1-70J/g的熔化热和至少75%的mm三单元组立构规整度指数的无规丙烯聚合物组分;以及含有至少0.1wt%官能团和含有C2-C20烯烃的官能化聚合物组分;其中该粘合剂组合物具有至少175N/m(1lb/in)的在20℃下在极性基材上的T形剥离粘合力和至少175N/m Pa(1lb/in)的在20℃下在非极性基材上的T形剥离粘合力,该极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.10个单位,其中以该组合物的重量为基准计,官能化的富含间同立构的聚烯烃聚合物以5wt%或更低的量存在。本发明进一步涉及制备该粘合剂和含有该粘合剂的制品的方法。
Description
优先权要求
本申请要求2005年6月24日提交的US临时申请序列号60/694,107的优先权。
技术领域
本发明涉及聚合物组合物,粘合剂组合物,粘合添加剂,包括粘合剂组合物的制品以及制备它们的方法。该聚合物组合物包括与官能化聚合物相结合的无规丙烯聚合物,和增塑剂。
背景技术
烯烃型聚合物(聚烯烃)由于它们的化学惰性、低密度和低成本而广泛用于各种应用。应用包括与粘合剂、粘结层、表层、薄膜、纤维、制品、层压件、重叠注塑(overmolded)部件、共注塑部件和它们的结合物有关的那些。
聚烯烃粘合剂可以成型为各种薄膜,它们可以层压、贴合到各种基材上或与各种基材共挤出。薄膜和基材可以与其它材料结合,形成多层结构,每一层具有特定的目的。包装层压件例如包括多个层,例如纸或纸板的刚性构型的芯层,外部不透液体层,氧气阻隔层比如铝箔中间层,和/或取决于应用需要的其它层。
为了提供有效粘合,优选的是,对于大多数应用,达到各层之间的良好粘结强度或紧密的完整性。然而,相对非极性的烯烃型聚合物通常无法充分粘附于极性高于它们的基材。
特定应用可能需要“软”弹性体状粘合剂,它可以结合使用非极性流体和/或非官能化增塑剂(NFP)与粘合剂来获得。然而,非极性流体和/或NFP改性的聚烯烃组合物与极性基材例如聚酯、电晕放电处理 的聚烯烃、离聚物、尼龙、聚(乙烯醇)、聚(偏二氯乙烯)、聚碳酸酯、金属、玻璃等的粘结强度由于缺乏表面活性和/或在粘合剂-表面界面处富含流体/NFP而通常是低的。另外,需要改进本领域已知的粘合剂的熔体加工性能。
因此,对于粘合剂,优选将紧密粘结于极性和非极性基材的柔韧粘合剂存在着需求。该需求延伸到在各种温度条件下和在侵蚀性产品的存在下表现出粘结强度的优异耐久性的粘合剂。
另外,对于可以用作粘结层的粘合剂组合物存在着需求。这种粘合剂组合物可能需要表现出在各种极性和非极性基材之间的粘合性。
许多参考文献涉及包括间同立构聚丙烯作为助粘剂(adhesionpromoter)的组合物。实例包括日本专利申请01-152448,日本专利No.JP2824082,全部转让给Fina Technology Inc.的US专利Nos.5,476,914,6,184,326和6,245,870,它们涉及能够生产包括具有高于80%r二单元组的间同立构聚丙烯的组合物的钒催化剂。然而,这些专利没有公开官能化丙烯共聚物粘合剂组合物。
2004年10月8日提交的US专利申请10/962,312公开了用于模塑制品的聚丙烯的热塑性组合物。该参考文献公开了具有0.25wt%马来酸酐的马来酐化聚丙烯共聚物,但在粘合力或粘合性能方面没有记载。
此外,Wang等人(Wang)的US专利No.6,656,385涉及包括大约15-大约70%间同立构聚丙烯和无定形聚(α-烯烃)以及增粘剂(tackifier)、任选的增塑剂和/或稳定剂的热熔型粘合剂。Wang规定间同立构聚丙烯具有高于70%r二单元组。照此,Wang没有公开官能化丙烯共聚物粘合剂组合物。
Nogues的US专利No.4,822,688涉及包括通过用酸酐接枝来改性的聚丙烯的粘合剂组合物,该酸酐进一步与携带至少两个基团的化合物例如多元醇或多胺反应。虽然Nogues公开了官能化聚烯烃,但该参考文献没有公开改进粘合性的官能化丙烯共聚物助粘剂。
WO 02/036651公开了各种马来酐化丙烯型聚合物,在第26页陈 述:这种聚合物可以用作聚丙烯基质和玻璃纤维之间的助粘剂或聚酰胺/聚丙烯共混物中的增容剂或可以提高玻璃填充的聚酰胺/聚丙烯共混物的百分比断裂伸长率。
US 6,310,134(和相关分案US 2002/0010257)公开了显然是低分子量改性聚烯烃与选择溶剂的结合物的溶剂型底漆。该公开物也没有规定三单元组立构规整度。
EP 1366087公开了非氯化助粘剂,其中将改性聚合物与选择溶剂一起使用作为底漆。实施例2使用具有约5.2卡/克的熔化热的包括80mol%丙烯衍生的单元的未改性聚合物,但没有指出三单元组立构规整度水平。
US 6,627,723公开了包括丙烯型聚合物的粘合剂,其中该聚合物尤其具有大约30-大约80J/g的熔化热。
US 6,747,114公开了包括丙烯型聚合物的粘合剂,其中该聚合物尤其具有特定储能模量(G’)与低于1.07的特定二单元组分布。
US 2006/0020067公开了官能化富含间同立构的聚烯烃的共混物。
因此,对于包括表现出对极性和非极性基材的粘合性能益处,同时优选具有柔软性和/或挠性的官能化丙烯共聚物的聚合物组合物存在着需求。
有意义的其它参考文献包括:
US 6,207,606,US 6,258,903,US 6,271,323,US 6,340,703,US6,297,301,US 6,184,327,US 6,225,432,US 6,342,574,US6,147,180,US 6,114,457,US 6,143,846,US 5,998,547,US5,696,045,US 5,350,817和US 6,659,965,US 2001/0007896A1,WO 00/37514,WO 01/81493,WO 98/49229,WO 98/32784,WO2004/014998,WO 2003/040095,WO 2003/040201,WO 2003/040202,WO 2003/040233,WO 2003/040442和WO 01/09200。
因此,对于表现出对极性和非极性基材的粘合性能益处的包括官能化丙烯共聚物和增塑剂的聚合物组合物存在着需求。
发明内容
本发明涉及粘合剂组合物,包括:
具有0.5-70J/g的熔化热和至少75%的mm三单元组立构规整度指数的无规丙烯聚合物组分;
含有至少0.1wt%官能团和含有C2-C20烯烃的官能化聚合物组分;以及
非官能化增塑剂,
其中该粘合剂组合物具有至少175N/m(1lb/in)的在20℃下在极性基材上的T形剥离粘合力和至少175N/mPa(1lb/in)的在20℃下在非极性基材上的T形剥离粘合力,该极性基材的极性比该非极性基材的极性高至少0.10个单位,其中官能化的富含间同立构的聚烯烃聚合物以5wt%或更低的量存在。
在另一个实施方案中,本发明涉及粘合剂组合物,包括:
具有0.5-70J/g的熔化热和至少75%的mm三单元组立构规整度指数的无规丙烯聚合物组分;非官能化增塑剂;以及
含有C2-C20烯烃和至少0.1wt%官能团的聚合物的接触产物;
其中该粘合剂组合物具有至少175N/m(1lb/in)的在20℃下在极性基材上的T形剥离粘合力和至少175N/m Pa(1lb/in)的在20℃下在非极性基材上的T形剥离粘合力,该极性基材的极性比该非极性基材的极性高至少0.10个单位,其中官能化的富含间同立构的聚烯烃聚合物以5wt%或更低的量存在。
在又一个实施方案中,本发明涉及制备粘合剂组合物的方法,包括将具有0.5-70J/g的熔化热和至少75%的mm三单元组立构规整度指数的无规丙烯聚合物、含有C2-C20聚合物和至少0.1wt%官能团的官能化聚合物组分、以及非官能化增塑剂结合以产生粘合剂组合物的步骤,
其中该粘合剂组合物具有至少175N/m(1lb/in)的在20℃下在极性基材上的T形剥离粘合力和至少175N/m(1lb/in)的在非极性基材上的T形剥离粘合力,该极性基材的极性比该非极性基材的极性高至 少0.10个单位,其中官能化的富含间同立构的聚烯烃聚合物以5wt%或更低的量存在。
本发明还涉及包括本文公开的粘合剂组合物的制品。
“富含间同立构的聚烯烃聚合物”(srPP),还称之为“富含间同立构的聚烯烃”(srPO),被定义为如根据Ewen方法所测定的包括50%或50%以上的r-二单元组的聚烯烃聚合物(参见J.A.Ewen,“烯烃的催化聚合”(Catalytic Polymerization of O1efins),Eds,T.Keii,K.Soga;Kodanska Elsevier Pub.,Tokyo,1986,第271页)。
具体实施方式
定义
对于本发明和所附权利要求书而言,并且为了便于参照,当提到聚合物含有烯烃时,聚合物中存在的烯烃为烯烃的聚合形式。为了便于参照,聚丙烯缩写为PP,全同立构聚丙烯缩写为iPP,间同立构聚丙烯缩写为sPP,富含间同立构的聚丙烯缩写为srPP。缩写sPP包括srPP。在通篇中,公开了各种物理性能和组分组成的限定范围。要指出的是,在通篇中,任何范围下限可以与同一性能的任何范围上限组合,以提供任何公开的物理和/或组成性能的特定范围。
对于本发明和所附权利要求书来说,术语低聚物是指含有2-40个基本单元的组合物,术语聚合物是指含有41个或更多基本单元的组合物。基本单元被定义为最初对应于低聚或聚合反应中使用的单体(一种或多种)的低聚物或聚合物的单元。例如,聚乙烯的“基本单元”是乙烯。为了简便起见,当提到聚合物时,该名称还适用于低聚物,除非另有具体规定。因此,术语聚合物和低聚物在本文可以互换,除非另有规定。另外,除非另有说明,术语“聚合物”可以包括均聚物(即,基本上含有一种单体的聚合物)和/或共聚物(即,含有一种以上的单体的聚合物)。
对于本发明和所附权利要求书来说,术语共聚物是指含有两种或更多种单体的任何聚合物。
此外,当催化剂组分被描述为包括该组分的中性稳定形式时,本领域普通技术人员会充分认识到,该组分的活性形式是与单体反应而生成聚合物的形式。
本文使用如在CHEMICAL AND ENGINEERING NEWS,63(5),27(1985)中所规定的元素周期表的新符号编号方案。
本文所使用的术语“聚丙烯”、“丙烯聚合物”或“PP”是指包括50-100wt%丙烯的均聚物、共聚物、三元共聚物和互聚物。
熔点(Tm)、峰结晶温度(Tc)、熔化热(Hf)和百分比结晶度使用根据ASTM E 794-85的以下程序测定。差示扫描量热(DSC)数据使用TAInstruments 2910型仪器或Perkin-Elmer DSC 7仪器测定。在TAInstruments 2910仪器和Perkin-Elmer DSC 7仪器获得不同DSC数据的情况下,应该使用TA Instruments 2910型仪器的数据。将重约5-10mg的样品在铝样品盘内密封。通过首先将样品冷却到-50℃和然后以10℃/分钟的速度将它逐渐加热到200℃来记录DSC数据。在应用第二冷却-加热循环之前,将该样品在200℃下保持5分钟。记录第一和第二循环的热事件。测定熔融曲线下的面积,用于确定熔化热和结晶度。百分比结晶度(X%)使用式X%=[所述曲线下的面积(J/g)/B(J/g)]*100来计算,其中B是主要单体组分的均聚物的熔化热。这些B值由John Wiley and Sons出版的“聚合物手册”(PolymerHandbook),第四版,纽约1999获得。使用189J/g的值(B)作为100%结晶聚丙烯的熔化热。使用290J/g的值(B)作为100%结晶聚乙烯的熔化热。对于具有明显的结晶度的半结晶聚合物来说,该熔融温度在第二加热循环(或二次熔融)中测定和报告。对于具有较低结晶度的半无定形聚合物来说,熔融温度在第一加热循环中测定和报告。在DSC测量之前,样品进行老化(通常将它在环境温度下保持至多大约5天的时间)或退火以使得结晶度达到最大。
本文所使用的“非织造”或“非织造织物”是指由通过诸如纺粘、熔喷、热粘合或这些方法的结合之类的方法制造的纤维的聚集所制备的任何材料。
非极性基材是通过下述方法测定的极性小于0.10的任何基材。非极性基材的实例可以包括烯烃聚合物,例如聚乙烯,聚丙烯和/或其它类似物。极性基材是通过下述方法测定的极性为0.10或更高的任何基材。极性基材的实例可以包括聚酯、聚酰胺和/或金属基材如铝。本文列举的本发明可以使用的示例性基材仅仅作为例子提供,而不用来限制本发明,除非另有具体规定。在优选的实施方案中,如根据下述方法所测定的,极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.15个单位(优选高至少0.20,0.25,0.30,0.35,0.40,0.45,0.50,0.55,0.60,0.65,0.70,0.75,0.80,0.85,0.90或0.95个单位)。在另一优选实施方案中,极性基材的极性是0.20-1.0,优选0.25-1.0,优选0.3-0.99,优选0.35-0.95,优选0.40-0.95,优选0.45-0.95,优选0.50-0.95,优选0.60-0.95,优选0.65-0.95,优选0.70-0.95,优选0.75-0.95,优选0.80-0.95,优选0.85-0.95,优选0.90-0.95。
基材极性
在本文中,极性基材被定义为极性(xp)为0.10或更高的基材。非极性基材被定义为极性小于0.10的基材。基材的极性(本文缩写为“xs p”)被定义为:
xs p=γs p/γs
其中γs是基材的表面张力,通过以下方程式来定义:
γs=γs d+γs p
其中γs d是由色散力相互作用产生的色散分量,γs p是由偶极和特殊相互作用(specific interaction)产生的极性分量。
给定基材“s”的γs d和γs p值使用下述调和平均法利用基材上的两种探测液体的接触角来测定。
接触角测定
使用两种探测液体的接触角来测定给定聚合物或其它基材的γd和γp值。第一种探测液体是二碘甲烷,第二种探测液体是去离子水,接 触角液滴大小是7μL。重要的是,这些探测液体(即水和二碘甲烷)是所研究的基材的非溶剂,否则结果将是错误的。除非另有规定,聚合物基材样品通过将聚合物压塑为1英寸×1英寸×1/8英寸板材来制备。金属基材(例如铝)在测试之前用溶剂如丙酮冲洗来清洁。然后使基材样品达到20℃,然后置于水平表面上,然后将探测液体的液滴置于样品表面上,用测角计测定接触角,其中测角计进行标准化,以获得去离子水在聚乙烯板材上的一致值。接触角在20℃下测定。
调和平均法
该方法使用如以上测定的两种探测液体的接触角,用下列调和平均方程式:
其中:
θ1是如以上测定的在20℃下水在基材样品上的接触角;
γ1是已知的水在20℃下的表面张力(72.8达因/cm);
γ1 d是已知的水在20℃下的色散分量(50.7达因/cm);
γ1 p是已知的水在20℃下的极性分量(22.1达因/cm);
θ2是如以上测定的在20℃下二碘甲烷在基材样品上的接触角;
γ2是已知的二碘甲烷在20℃下的表面张力(50.8达因/cm);
γ2 d是已知的二碘甲烷在20℃下的色散分量(6.7达因/cm);
γ2 p是已知的二碘甲烷在20℃下的极性分量(44.1达因/cm);
γs d是所研究的固体表面基材样品的未知色散分量;以及
γs p是所研究的固体表面基材样品的未知极性分量。
因此,通过求解以上两个联立方程式由接触角θ1和θ2获得固体表面张力的色散和极性分量(γs d和γs p)。水和二碘甲烷是这里所使用的两种探测液体。表1中列举了水和二碘甲烷的已知的γd和γp值。
关于极性的其它背景资料,参见由J.Brandrup,E.H.Immergut和E.A.Grulke编写的“聚合物手册”(Polymer Handbook)第四版,John Wiley & Sons,Inc.,纽约1999,VI/521-VI/541和S.Wu,“聚合物界面和粘合力”(Polymer Interface and Adhesion,MarcelDekker,纽约,1982。
可用于本发明的非极性基材可以包括聚丙烯和聚乙烯以及极性低于0.10的类似物。可用于本发明的极性基材包括乙烯-乙烯醇(EVOH),聚酯(PET,例如 ),金属基材如铝,玻璃,尼龙,聚碳酸酯,聚酯,乙烯-乙酸乙烯酯(EVA),聚碳酸乙烯酯(PVC),玻璃珠,木材,纸和其它纤维素基材等,所有这些具有高于或等于0.10的极性。
粘合剂组合物
本发明涉及包括一种或多种无规丙烯聚合物、一种或多种非官能化增塑剂(NFP)和一种或多种含有C2-C20烯烃和至少0.1wt%官能团的官能化聚合物组分的组合物。
在另一个实施方案中,本发明涉及包括一种或多种聚丙烯均聚物(优选高熔点丙烯聚合物),一种或多种无规丙烯聚合物,一种或多种非官能化增塑剂(NFP)和一种或多种含有C2-C20烯烃和至少0.1wt%官能团的官能化聚合物组分的组合物。
通常,本发明的粘合剂组合物可以包括大约0.1-大约99wt%的无规丙烯聚合物。优选地,无规丙烯聚合物在本发明的粘合剂组合物中的存在量高于或等于约1wt%,优选2wt%,优选3wt%,优选4wt%,优选5wt%,优选10wt%,优选20wt%,优选30wt%,优选40wt%,优选50wt%,优选60wt%,优选70wt%,优选80wt%,取决于所选择的无规丙烯聚合物或无规丙烯聚合物的结合物以及所需的最终粘合剂组合物的性能。
通常,本发明的粘合剂组合物可以包括大约0.1-低于大约99wt%的非官能化增塑剂。优选地,非官能化增塑剂在本发明的粘合剂组合物中的存在量高于或等于约1wt%,优选2wt%,优选3wt%,优选4wt%,优选5wt%,优选10wt%,优选20wt%,优选30wt%,优选40wt%,优选50wt%,优选60wt%,优选70wt%,优选80wt%,取决于所选择的非官能化增塑剂或非官能化增塑剂的结合物以及所需的最终粘合剂组合物的性能。
通常,本发明的粘合剂组合物可以包括大约0.1-低于大约99wt%的官能化聚合物组分。优选地,官能化聚合物组分在本发明的粘合剂组合物中的存在量高于或等于约1wt%,优选2wt%,优选3wt%,优选4wt%,优选5wt%,优选10wt%,优选20wt%,优选30wt%,优选40wt%,优选50wt%,优选60wt%,优选70wt%,优选80wt%,取决于所选择的官能化聚合物组分或官能化聚合物组分的结合物以及所需的最终粘合剂组合物的性能。
如果存在的话,本发明的粘合剂组合物可以包括大约0.1-低于大约90wt%的聚丙烯均聚物。优选地,聚丙烯均聚物在本发明的粘合剂组合物中的存在量高于或等于约1wt%,优选2wt%,优选3wt%,优选4wt%,优选5wt%,优选10wt%,优选20wt%,优选30wt%,优选40wt%,优选50wt%,优选60wt%,优选70wt%,优选80wt%,取决于所选择的聚丙烯均聚物或聚丙烯均聚物的结合物以及所需的最终粘合剂组合物的性能。
在一个优选的实施方案中,本发明涉及组合物,包括:
1-98wt%的熔点为100℃或更高的丙烯聚合物;
1-98wt%的熔化热为70J/g或更低和mm三单元组立构规整度指数为75%或更高的无规丙烯聚合物;
0.5-75wt%的粘度指数为120或更高的非官能化增塑剂(“NFP”);以及
0.5-98wt%的含有C2-C20烯烃和基于官能化聚合物组分重量的至 少0.1wt%的官能团的官能化聚合物组分。
或者,NFP可以具有0.85或更低的比重,和/或
-20℃或更低,优选-10℃或更低的倾点,和/或
200℃或更高的闪点,和/或
120或更高的粘度指数,和/或
35cSt或更高的在100℃下的运动粘度。
本发明进一步涉及由这种具有改进的粘合/拉伸性能、柔软度、韧性和/或熔体粘度的平衡的粘合剂组合物制备的制品或含有所述粘合剂组合物的制品。
无规丙烯聚合物
本发明的粘合剂组合物包括无规丙烯聚合物组分、官能化聚合物组分和NFP。本发明的有创造性的无规丙烯聚合物可以简称为无规丙烯聚合物,或这里使用的无规丙烯聚合物组分。
优选用于本发明的无规丙烯聚合物可以通过将丙烯与一种或多种C2或C4-C20α-烯烃聚合来制备,最优选的是,无规丙烯聚合物包括丙烯和乙烯(优选3-25wt%乙烯)。单体优选在手性金属茂催化剂体系(即,手性金属茂催化剂前体与活化剂和任选的清除剂的结合物)的存在下聚合。与丙烯结合使用的该一种或多种共聚单体可以是线性和/或支化的。优选的线性α-烯烃包括乙烯或C4-C8α-烯烃,更优选乙烯,1-丁烯,1-己烯和1-辛烯,还更优选乙烯或1-丁烯。优选的支化α-烯烃包括4-甲基-1-戊烯,3-甲基-1-戊烯和3,5,5-三甲基-1-己烯。
通常,可用于本发明的无规丙烯聚合物通过使用可控制聚合物立构规整度的催化剂来获得。一般,这些催化剂与共聚单体和/或聚合温度联合应用,以控制立构规整度水平。有用的催化剂通常是能够控制有规立构布置水平(通常通过单点催化剂的适宜手性)的那些催化剂。这种催化剂典型地是通常含有周期表第3、4、5、6、7、8、9或10族过渡金属和至少一个在聚合过程中保持与该过渡金属键合的辅助配体的过渡金属配合物。优选地,该过渡金属以还原阳离子态使用,并 通过助催化剂或活化剂来稳定。该辅助配体可以是能够形成π键的结构,例如环戊二烯基型环结构。该辅助配体还可以是吡啶基或氨基配体。该过渡金属优选是周期表第4族金属,例如钛、铪或锆,它们优选以d0单价阳离子态用于聚合,并且优选具有一个或两个辅助配体。对于配位聚合,这种催化剂典型地具有具备夺取能力的配体和能够插入乙烯(烯属)基团的配体。
催化剂的活化方式可以改变。铝氧烷,优选甲基铝氧烷适合以提供1∶1到20,000∶1的铝与金属茂摩尔比的量使用。还可以使用以EP277004、EP426637中所述的任何方式得到和/或产生的非配位或弱配位阴离子活化剂(NCA)作为活化剂。非配位阴离子可以是10-14族配合物,其中硼或铝是被配体屏蔽的带电荷原子,该配体可以是卤化的,尤其全氟化的。优选的是四芳基取代的10-14族非碳元素型阴离子,尤其在芳基上,或那些芳基的烷基取代基上氟基团取代氢原子的那些。
活化步骤通常由中性前体形成了催化活性离子对。该反应可以包括阴离子基团如甲基的夺取,形成金属茂阳离子,但根据一些文献,可以产生两性离子。NCA前体可以是硼酸根或铝酸根的离子对,其中前体阳离子在以一定方式活化时被消除,例如四(五氟苯基)硼的三苯甲基或铵衍生物(参见EP277004)。NCA前体可以是中性化合物,例如硼烷,它通过夺取和引入从金属茂夺取的阴离子基团而形成阳离子(参见EP426638)。非配位阴离子的前体可以与以还原价态供应的过渡金属配合物一起使用。该前体可以经历还原-氧化反应。在一个优选的实施方案中,如EP426637那样,前体阳离子可以是三苯基碳衍生物。
该非配位阴离子可以按照相对于过渡金属配合物的大约等摩尔量使用,例如是至少0.25,优选0.5,尤其0.8,以及例如不高于4,优选2和尤其1.5。
吡啶胺配合物,例如WO 03/040201中所述的那些,也可用于制备这里使用的无规丙烯聚合物。该催化剂可以是立体易变配合物,它经历周期性分子内重排,从而提供所需的立构规整性的中断,如US6559262那样。该催化剂可以是对丙烯插入具有混合影响的立体刚 性配合物,参见Rieger EP1070087。
优选地,该催化剂是与活化剂和任选的清除剂一起使用的手性金属茂催化剂。典型地,这种金属茂的单阴离子配体可被适合的活化剂置换,以允许可聚合单体或用于聚合的大分子单体在过渡金属组分的空配位点上插入。这种金属茂在1)US专利No.6,048,950;2)WO98/27154;以及3)EP 1070087中有描述,其中US专利No.6,048,950公开了与甲基铝氧烷一起使用的二氯·双(茚基)双(二甲基甲硅烷基)合锆,WO 98/27154公开了与非配位阴离子活化剂一起使用的二甲基·二甲基甲硅烷基桥连的双茚基合铪,而EP 1070087公开了在两个环戊二烯基配体之间具有不对称元素的桥连双环戊二烯基催化剂,用于获得具有弹性的聚合物。还可以使用的是US专利Nos.6,448,358和6,265,212,US专利Nos.5,198,401和5,391,629中所述的金属茂。
有用的其它催化剂是金属茂,例如US专利No.5,026,798中所述的那些,它们具有连接于第4族过渡金属的单环戊二烯基环(有利地被取代和/或形成多环结构的一部分)和杂原子,通常氮原子,但还可以是磷原子或苯氧基,该第4族过渡金属优选是钛,但可以是锆或铪。另一个例子是用B(CF)3活化的Me5CpTiMe3,用于生产具有至多4百万的Mn的弹性体聚丙烯。参见Sassmannshausen,Bochmann,Rosch,Lilge,J.Organomet.Chem.(1997)548,23-28。
当使用催化剂时,总催化剂体系通常另外包括一种或多种有机金属化合物作为清除剂。如在本申请中使用的这种化合物意图包括可有效从反应环境中除去极性杂质并提高催化剂活性的那些化合物。优选的清除剂包括三乙基铝,三异丁基铝和/或三正辛基铝。
优选地,该聚合反应通过让单体在本文所述的催化剂体系的存在下在-0到200℃的温度下反应1秒到10小时的时间来进行。优选使用均相条件,例如连续溶液方法或本体聚合方法,任选用过量单体作为稀释剂。优选地,该连续方法采用某些形式的搅拌来降低反应器内的浓度差并保持稳态聚合条件。聚合反应热量优选通过冷却聚合进料以及让聚合加热聚合来除去,但可以使用内部冷却系统。
该催化剂和/或活化剂和/或清除剂可以作为溶液或淤浆输送到相应的反应器,它们可以单独输送给反应器,刚好在反应器之前在线活化,或者预先活化和作为活化的溶液或淤浆泵送给反应器。
在一些实施方案中,聚合可以使用多种催化剂,多种活化剂,或多种催化剂与多种活化剂。同样,聚合可以在一个或多个反应器内进行。在一个优选实施方案中,不同反应器内的聚合可以在相同催化剂和/或活化剂和/或清除剂的存在下进行,而在其它实施方案中,在不同催化剂和/或活化剂和/或清除剂的存在下进行。在一个优选实施方案中,可以串联或并联使用双反应器,参见US专利No.6,207,756第8栏第20行-第14栏第21行。
在一个优选实施方案中,可以使用连续溶液聚合方法来制备例如含有丙烯与乙烯、辛烯或二烯中的一种或多种的无规丙烯聚合物。该聚合方法优选采用金属茂催化剂,即,二甲基·1,1’-双(4-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基-(环戊二烯基)(2,7-二叔丁基-9-芴基)合铪或二甲基·二甲基甲硅烷基双(2-甲基-5-苯基茚基)合锆与作为活化剂的四(五氟苯基)硼酸二甲基苯铵。可以将有机铝化合物,即,三正辛基铝,作为清除剂加入到引入聚合方法之前的单体进料流中。为了制备较高结晶的聚合物,可以联合使用二甲基·二甲基甲硅烷基双(茚基)合铪与四(五氟苯基)硼酸二甲基苯铵。
优选地,溶液聚合在单一或两个串联的连续搅拌釜反应器内进行,用己烷作为溶剂。另外,可以添加甲苯以提高助催化剂的溶解性。将进料转移到第一反应器,在该反应器内在大约50-大约220℃的温度下以绝热方式进行放热聚合反应。还可以将氢气作为分子量调节剂加入到反应器内。如果需要,然后将聚合物产物转移到第二反应器中,该反应器也在大约50-200℃的温度下绝热操作。
可以将附加单体、溶剂、金属茂催化剂和活化剂进料给第二反应器。离开第二反应器的聚合物含量优选是8-22wt%。换热器然后将该聚合物溶液加热到约220℃的温度。然后将该聚合物溶液引入到下限临界溶解温度(LCST)液-液相分离器,使该聚合物溶液分离为两个液相 -上部贫含聚合物的相和下部富含聚合物的相。上部贫含聚合物的相含有大约70wt%的溶剂,下部富含聚合物的相含有大约30wt%聚合物。该聚合物溶液然后进入在约150℃的温度和4-10bar-g(400-1000Pa)的压力下操作的低压分离容器,闪蒸下部富含聚合物的相,以除去挥发物和将聚合物含量提高至大约76wt%。闪蒸容器底部的齿轮泵将该富含聚合物的溶液运送到List脱挥发分器。挤出机可以偶联于List脱挥发分器的端部,从而将该聚合物材料转移到齿轮泵,齿轮泵推动聚合物材料通过过滤网组。然后,可以将该聚合物切割成粒料,进料给水浴。可以使用旋转式干燥器来干燥聚合物粒料,使其优选具有低于约0.5wt%的最终溶剂含量。
如上所述,本发明的优选的无规丙烯聚合物可以通过将丙烯和至少一种C2或C4-C20α-烯烃,最优选乙烯和丙烯,在手性金属茂催化剂与活化剂和任选的清除剂的存在下聚合来制备。优选的手性金属茂是已知有利于引入丙烯而生产主要全同立构的聚丙烯五单元组以及统计学无规引入α-烯烃共聚单体(一种或多种)的那些。术语“金属茂”和“金属茂催化剂前体”是本领域已知用于表示具有第4、5、或6族过渡金属M与一个或多个可被取代的环戊二烯基型(Cp)配体、至少一个非环戊二烯基衍生的配体X和0或1个含杂原子的配体Y的化合物的术语,这些配体与M配位,在数目上对应于它们的化合价。金属茂催化剂前体一般需要用适合的助催化剂(还称为活化剂)活化,以便获得活性金属茂催化剂。活性金属茂催化剂通常是指具有能配位、插入和聚合烯烃的空配位点的有机金属配合物。
优选在这里使用的金属茂包括桥连和非桥连的双环戊二烯基型配合物,其中该环戊二烯基型基团独立地是取代或未取代的环戊二烯基,取代或未取代的茚基,或取代或未取代的芴基。优选的金属茂包括用式TCpCpMX2表示的那些,其中T是桥连基团,例如二烷基硅烷基(如二甲基甲硅烷基)或烃基(如甲基,乙基或丙基),各Cp独立地是取代或未取代的环戊二烯基,取代或未取代的茚基(优选2,4-或2,4,7-取代的茚基),或取代或未取代的芴基,M是第4族金属(优选Hf,Zr或 Ti),各X独立地是卤素或烃基(如氯,溴,甲基,乙基,丙基,丁基或苯基)。
另外优选在这里使用的金属茂包括具有用作配体的两个Cp环体系的环戊二烯基(Cp)型配合物。所述Cp配体优选与金属形成“弯曲夹心配合物”,并且优选通过桥连基团被锁定为刚性构型。这种优选的环戊二烯基型配合物可以具有以下通式:
(Cp1R1 m)R3 n(Cp2R2 p)MXq
其中配体(Cp1R1 m)的Cp1和配体(Cp2R2 p)的Cp2优选是相同的,R1和R2各自独立地是卤素、含有至多20个碳原子的烃基、卤烃基、烃基取代的有机类金属或卤烃基取代的有机类金属基团;
m优选是1-5;
p优选是1-5;
优选地,在联合的环戊二烯基型环的相邻碳原子上的两个R1和/或R2取代基可以连接在一起,形成含有4-20个碳原子的环;
R3是桥连基团;
n是两个配体之间的直接链中的原子数,优选是1-8,最优选1-3;
M是具有3-6的化合价的过渡金属,优先选自元素周期表的第4、5或6族,并且优选为其最高氧化态;
各X是非环戊二烯基配体,独立地是含有至多20个碳原子的烃基、氧基烃基(oxyhydrocarbyl)、卤烃基、烃基取代的有机类金属、氧基烃基取代的有机类金属或卤烃基取代的有机类金属基团;以及q等于M的化合价减2。
以上所述用于本发明的许多双环戊二烯基型金属茂的实例公开在US专利Nos.5,324,800;5,198,401;5,278,119;5,387,568;5,120,867;5,017,714;4,871,705;4,542,199;4,752,597;5,132,262;5,391,629;5,278,264;5,296,434;以及5,304,614中,所有这些专利为了US专利实施的目的而引入供参考。
用于本发明的以上组1中所述类型的优选的双环戊二烯基型金属茂的示例而非限制性的实例包括下列的外消旋异构体:
μ-(CH3)2Si(茚基)2M(Cl)2
μ-(CH3)2Si(茚基)2M(CH3)2
μ-(CH3)2Si(四氢茚基)2M(Cl)2
μ-(CH3)2Si(四氢茚基)2M(CH3)2
μ-(CH3)2Si(茚基)2M(CH2CH3)2
μ-(C6H5)2C(茚基)2M(CH3)2
其中M可以包括Zr,Hf和/或Ti。
优选地,这些金属茂与一种或多种铝氧烷(优选甲基铝氧烷,或改性的甲基铝氧烷)和/或一种或多种离子活化剂例如四苯基硼酸N,N-二甲基苯铵、四(五氟苯基)硼酸N,N-二甲基苯铵、四(全氟苯基)硼酸二苯基碳或四(七氟萘基)硼酸N,N-二甲基苯铵结合使用。
可以在这里用于制备用作无规丙烯聚合物的聚合物的其它催化剂体系包括WO 03/040095、WO 03/040201、WO 03/040202、WO 03/040233、WO 03/040442和WO 04/041928中所述的那些。同样,可用作无规丙烯聚合物的聚合物公开在WO 03/040095、WO 03/040201、WO 03/040202、WO 03/040233、WO 03/040442和WO 04/041928中。
可以在这里用于制备用作无规丙烯聚合物的聚合物的其它催化剂体系以及可用作无规丙烯聚合物的聚合物包括Macromolecules,2002,35,5742-5743,US 6,878,790,WO 02/055566,EP 1070087和WO02/0246247中所述的那些。
无规丙烯聚合物性能
优选用于本发明的无规丙烯聚合物具有大约68-95mol%,优选70-大约92mol%,更优选大约72-大约89mol%,最优选大约75-大约87mol%的按摩尔计的平均丙烯含量。无规丙烯聚合物的剩余部分可以是如以上规定的一种或多种4-8个碳原子的α-烯烃,优选乙烯,和/或一种或多种二烯单体。
优选地,该无规丙烯聚合物含有大约5-32mol%的C2和/或C4-C20 烯烃,更优选8-30mol%,更优选大约11-大约28mol%,其中大约 13-25mol%是还更优选的。
该无规丙烯聚合物可以具有5,000,000或更低的重均分子量(Mw),大约3,000,000或更低的数均分子量(Mn),大约5,000,000或更低的Z均分子量(Mz)以及使用全同立构聚丙烯作为基准在该聚合物的重均分子量(Mw)下测定的0.99或更高的g’指数,所有这些值可以通过尺寸排阻色谱法例如3D SEC来测定,还称为如本文所述的GPC-3D。
在一个优选实施方案中,无规丙烯聚合物可以具有大约5,000-大约5,000,000g/mol的Mw,更优选大约10,000-大约1,000,000的Mw,更优选大约20,000-大约500,000的Mw,更优选大约50,000-大约300,000的Mw,其中Mw如本文所述测定。
在一个优选实施方案中,无规丙烯聚合物可以具有大约5,000-大约3,000,000g/mol的Mn,更优选大约10,000-大约1,000,000的Mn,更优选大约30,000-大约500,000的Mn,更优选大约50,000-大约200,000的Mn,其中Mn如本文所述测定。
在一个优选实施方案中,无规丙烯聚合物可以具有大约10,000-大约5,000,000g/mol的Mz,更优选大约50,000-大约1,000,000的Mz,更优选大约80,000-大约500,000的Mz,更优选大约100,000-大约300,000的Mz,其中Mz如本文所述测定。
无规丙烯聚合物的分子量分布指数(MWD=(Mw/Mn))可以是大约1.5-40.0,更优选大约1.8-5,最优选大约1.8-3。测定分子量(Mn和Mw)和分子量分布(MWD)的技术可以在US专利No.4,540,753(Cozewith,Ju和Verstrate)(该专利为了US专利实施的目的引入本文供参考)和其中引用的参考文献以及Macromolecules,1988,第21卷,第3360页(Verstrate等人)(该文献为了US专利实施的目的引入本文供参考)和其中引用的参考文献中找到。
在一个优选实施方案中,无规丙烯聚合物可以具有使用全同立构聚丙烯的特性粘度作为基准在该聚合物的Mw下测定的0.99或更高的g’指数值。这里使用的g’指数定义如下:
其中ηb是无规丙烯聚合物的特性粘度,η1是具有与该无规丙烯聚合物相同的粘均分子量(Mv)的线性聚合物的特性粘度。η1=KMv α,K和α是线性聚合物的测量值,应该采用与g’指数测量相同的仪器来获得。
在一个优选实施方案中,无规丙烯聚合物可以具有大约200℃或更低,更优选150℃或更低,最优选140℃或更低的用差示扫描量热法(DSC)测定的结晶温度(Tc)。
在一个优选实施方案中,无规丙烯聚合物可以具有大约0.85-大约0.92,更优选大约0.87-0.90g/ml,更优选大约0.88-大约0.89g/ml的密度,在室温下根据ASTM D-1505试验方法测定。
在一个优选实施方案中,无规丙烯聚合物可以具有等于或高于0.2g/10min,优选2-500g/10min,更优选20-200g/10min的熔体流动速率(MFR),它与重均分子量Mw成反比,根据ASTM D-1238试验方法测定。
在一个优选实施方案中,无规丙烯聚合物可以具有高于或等于约0.5J/g(J/g)并且低于或等于约70J/g,优选低于或等于约50J/g,优选低于或等于约35J/g,优选低于或等于约25J/g的根据ASTM E 794-85中所述的程序测定的熔化热(Hf)。优选地,无规丙烯聚合物还具有高于或等于约1J/g,优选高于或等于约2.5J/g,优选高于或等于约5J/g的根据ASTM E 794-85中所述的程序测定的熔化热。
在一个优选实施方案中,该丙烯聚合物具有0.5-40,优选1-30,更优选5-25的%结晶度,其中%结晶度根据本文所述的DSC程序来测定。这里使用的无规丙烯聚合物的结晶度还可以按结晶度百分率来表示。聚丙烯的最高位的热能据估计为189J/g(即,100%结晶度等于189J/g)。在另一个实施方案中,本发明的无规丙烯聚合物优选具有低于40%,优选大约0.25%-大约25%,更优选大约0.5%-大约22%,最优选大约0.5%-大约20%的结晶度。
除了该结晶度程度以外,无规丙烯聚合物优选具有单一的宽熔融转变。然而,无规丙烯聚合物可以呈现与主峰相邻的次级熔融峰,但 对于这里的目的来说,这种次级熔融峰被一起视为单一熔点,这些峰的最高值被认为是无规丙烯聚合物的熔点。无规丙烯聚合物优选具有大约25-大约105℃,优选大约25-大约85℃,更优选大约30-大约70℃的熔点。或者,无规丙烯聚合物可以具有大约25-105℃,优选25-大约85℃,优选25-大约75℃,优选大约25-大约65℃,更优选大约30-大约80℃,更优选大约30-大约60℃的熔点。
差示扫描量热法操作程序如下所述。用冲模切取大约6-10mg的在大约200-230℃下压制的聚合物片。该聚合物片在室温下退火至少2周。在该时期结束时,将该样品放入差示扫描量热计(TA Instruments2920型DSC)内。在氮气环境中,首先以10℃/min将该样品加热到150℃,并在150℃下保持5分钟。然后以20℃/min将它冷却到-50℃,并在-50℃下保持5分钟。最后,以10℃/min将它再次加热到150℃。在第一热循环中的热输出是按J/g聚合物表示的熔化热的测量值,记录为样品熔融峰下的面积,该熔融峰的峰值通常在大约30℃-大约175℃,和该熔融峰发生在大约0℃-大约200℃的温度之间。该熔点被记录为在样品熔融范围内的最大吸热温度。
优选的无规丙烯聚合物可以具有低于100,更优选低于75,还更优选低于60,最优选低于30的门尼粘度ML(1+4)125℃,根据ASTMD1646测定。
有用的无规丙烯聚合物优选具有0.5-200,尤其1-100或更尤其1-大约50的MFR(熔体流动速率)(根据ASTM-1238,2.16kg在230℃下测定,样品预热1分钟,以提供实验期间的稳定温度)。
优选用于本发明的实施方案的无规丙烯聚合物具有高于1的m与r(m/r)的比率。丙烯立构规整度指数,这里表示为“m/r”,通过13C核磁共振(NMR)测定。丙烯立构规整度指数m/r如在H.N.Cheng,Macromolecules,17,1950(1984)中所规定的那样计算。符号“m”或“r”描述了成对的邻接丙烯基团的立体化学,“m”是指内消旋,而“r”是指外消旋。0-小于1.0的m/r比率一般描述了间同立构聚合物,1.0的m/r比率描述了无规立构材料,而高于1.0的m/r比率描 述了全同立构材料。全同立构材料理论上可以具有接近无限大的比率,许多副产物无规立构聚合物具有获得高于50的比率的充分的全同立构含量。
在一个优选实施方案中,该优选的无规丙烯聚合物具有全同立构型的有规立构丙烯结晶度。这里所使用的术语“有规立构”是指聚丙烯中的绝大多数,即80%以上的丙烯残基具有相同的1,2-插入,(不包括任何其它单体例如乙烯),并且侧挂甲基的立体化学取向是相同的,即或者内消旋,或者外消旋。
优选用于本发明的无规丙烯聚合物具有≥75%,≥80%,≥82%,≥85%或≥90%的三丙烯单元的mm三单元组立构规整度指数(通过13C NMR测定)。聚合物的mm三单元组立构规整度指数是三个相邻丙烯单元的序列(由头-尾键合组成的链,表示为m和r序列的二元组合)的相对立构规整度。对于本发明的半无定形共聚物,它通常表示为所规定的立构规整度的单元数目与共聚物中的所有丙烯三单元组的比率。丙烯共聚物的mm三单元组立构规整度指数(mm分数)可以由丙烯共聚物的13CNMR谱图和下式来测定:
其中PPP(mm),PPP(mr)和PPP(rr)表示由头-尾键合组成的以下三丙烯单元链中的第二个单元的甲基获得的峰面积:
丙烯共聚物的13C NMR谱图如在US专利No.5,504,172和US专利6,642,316(第6栏第38行-第9栏第18行)中所述的那样测定。与甲基碳区域(百万分之19-23(ppm))有关的谱图可以被划分为第一区域(21.2-21.9ppm),第二区域(20.3-21.0ppm)和第三区域(19.5-20.3ppm)。在谱图中的各峰参考杂志Polymer,第30卷(1989),第1350页中的文章或杂志Macromolecules,17,(1984),1950中的文章来分配(在Polymer的文章和Macromolecules的文章之间存在冲突的情况下,以Polymer的文章为准)。在第一区域中,用PPP(mm)表示的三丙烯单元链中的第二个单元的甲基发生共振。在第二区域中,用PPP(mr)表示的三丙烯单元链中的第二个单元的甲基发生共振,而且其相邻单元为丙烯单元和乙烯单元的丙烯单元的甲基(PPE-甲基)发生共振(在20.7ppm的附近)。在第三区域中,用PPP(rr)表示的三丙烯单元链中的第二个单元的甲基发生共振,而且其相邻单元为乙烯单元的丙烯单元的甲基(EPE-甲基)发生共振(在19.8ppm的附近)。三单元组立构规整度的计算在US专利No.5,504,172中给出的技术中进行了概要说明。从第二区域和第三区域的总峰面积的峰面积减去丙烯插入错误(2,1和1,3)的峰面积,可以获得基于由头-尾键合组成的3丙烯单元链(PPP(mr)和PPP(rr))的峰面积。因此,可以评价PPP(mm)、 PPP(mr)和PPP(rr)的峰面积,从而可以测定由头-尾键合组成的所述丙烯单元链的mm三单元组立构规整度。
关于如何由聚合物的13C-NMR谱图测定mm三单元组立构规整度的更多信息,参见J.A.Ewen,“Catalytic Polymerization of Olefins”(Ewen方法)和Eds.T.Keii,K.Soga,Kodanska Elsevier Pub.,Tokyo,1986,第271页,并且在2004年3月18日提交的US专利申请US 2004/054086的第8页,编号段落[0046]-[0054]中有详细说明,所有这些文献引入本文供参考。
在另一个实施方案中,在本发明中可用作无规丙烯聚合物的聚合物包括具有低于70J/g的通过差示扫描量热法(DSC)测定的熔化热、50dg/min或更低的MFR、并且含有有规立构丙烯结晶度(优选全同立构型有规立构丙烯结晶度)的丙烯均聚物和无规共聚物。在另一个实施方案中,该聚合物是丙烯和至少一种选自乙烯、C4-C12α-烯烃和它们混合物中的共聚单体的无规共聚物。优选地,丙烯的无规共聚物包括10-25wt%的聚合乙烯单元,以该聚合物的总重量为基准计;具有窄的分子间组成分布(例如75%或更高);具有25-120℃,或35-80℃的熔点(Tm);具有在上限为70J/g或25J/g和下限在1J/g或3J/g的范围内的熔化热;具有1.8-4.5的分子量分布Mw/Mn;以及具有低于40dg/min,或低于20dg/min的熔体流动速率(在230℃下测定,根据ASTM D-1238,2.16kg)。
优选用于本发明的无规丙烯聚合物在1999年5月13日提交的共同待审的US申请序列号60/133,966和1999年6月29日提交的US序列号60/342,854中被详细描述为“第二聚合物组分(SPC)”,并且在1999年7月1日提交的US序列号90/346,460中更具体地描述为“丙烯烯烃共聚物”,这些专利为了US专利实施的目的而全文引入本文供参考。丙烯无规共聚物可以VistamaxxTM(ExxonMobil,Baytown,TX)的商品名市购。适合的实例包括:VistamaxxTM6100,VistamaxxTM62000和VistamaxxTM3000。
在另一个实施方案中,无规丙烯聚合物可以是不同聚合物和/或共 聚物的共混物。这种共混物可以包括两种或更多种的聚乙烯共聚物,两种或更多种聚丙烯共聚物,或这种聚乙烯共聚物和聚丙烯共聚物的各自至少一种。优选地,无规丙烯聚合物的每一种如上所述,在一个优选实施方案中,无规丙烯聚合物的数目可以是三种或三种以下,更优选两种或两种以下。
在本发明的一个实施方案中,无规丙烯聚合物可以包括烯烃含量不同的两种无规丙烯聚合物的共混物。优选地,一种无规丙烯聚合物可以包括大约7-13mol%烯烃,而另一种无规丙烯聚合物可以包括大约14-22mol%烯烃。在一个实施方案中,无规丙烯聚合物中的优选烯烃是乙烯。
无规丙烯聚合物还可以与加工油和其它普通添加剂如成核剂、抗氧化剂、填料、纳米组合物等共混,并且可以制造成用于各种应用的物品。含有本发明的无规丙烯聚合物和其它α-烯烃聚合物和共聚物,例如聚丙烯的共混物也可以制成用于各种应用的物品。
在一个优选实施方案,该丙烯聚合物可以包括丙烯型弹性体聚合物,其通过无规聚合方法生产,获得在有规立构丙烯增长中具有无规分布的不规则性的聚合物。这与嵌段共聚物相反,在嵌段共聚物中,相同聚合物链的组成部分独立和序列地聚合。
术语“弹性体聚合物”是指通过DSC测定的该聚合物的熔化热低于75J/g。通常,那么通过DSC测定的熔点低于105℃。这与弹性变形后缺乏回复的含有丙烯衍生的单元的丙烯共聚物或无规立构聚合物相反。
官能化聚合物组分
如上所述,本发明的粘合剂组合物包括无规丙烯聚合物组分和官能化聚合物组分。该官能化聚合物组分包括含有至少0.1wt%的官能团的C2-C20烯烃聚合物。适合的可以官能化的C2-C20烯烃聚合物包括上述无规丙烯聚合物,接枝于无规立构聚丙烯聚合物的全同立构聚丙烯(iPP-g-aPP,如本文所述),包括各种聚α-烯烃和如本文所述的富含 间同立构的聚丙烯的C2-C20聚烯烃聚合物等。
所谓“官能化聚合物组分”是指所要官能化的聚合物与官能团和任选的催化剂、热、引发剂和/或自由基源接触,引起所有或一部分的官能团引入、接枝、键合、物理连接和/或化学连接于所要官能化的聚合物。因此,本发明的粘合剂组合物可以包括下列组分的接触产物:
一种或多种含有C2-C20烯烃的聚合物;
一种或多种官能团(接枝单体);以及
一种或多种官能化催化剂。
这种官能化在本文可以称之为接枝。因此,官能团在本文可以称之为接枝单体。另外,“官能化聚合物组分”还被定义为包括由单体直接聚合(或使用具有官能团的引发剂)的官能化聚合物,产生了在链端具有官能团的官能化聚合物。
另外,“官能化聚合物组分”还被定义为包括由单体直接聚合的官能化聚合物,产生了具有在链内引入的官能团的官能化聚合物组分。它们包括以Igetabond商品名由Sumitomo出售的马来酸酐和乙烯的共聚物或以Lotader的商品名由Archema出售的乙烯、丙烯酸烷基酯和马来酸酐的三元共聚物以及以Lotader的商品名由Archema出售的乙烯、丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元共聚物。还包括苯乙烯和马来酸酐的共聚物(SMA)。
为了便于参照,任何官能化聚合物组分在本文可以缩写为形式“AA-g-FG”,其中AA表示被官能化的特定类型的聚合物(例如PP,iPP,无规丙烯聚合物,PP抗冲共聚物等),FG是指聚合物利用其官能化的官能团或化合物(例如MA是马来酸酐,或甲基丙烯酸缩水甘油酯),以及-g-表示在这两个结构部分之间的接枝(即,连接)。因此,无规丙烯聚合物-g-MA表示用马来酸酐接枝的以上公开的本发明无规丙烯聚合物。
所谓“官能团”是指含有杂原子和/或不饱和度的重均分子量为1000g/mol或更低的任何化合物。优选的官能团(优选的接枝单体)包括含有一个或多个杂原子和/或一个或多个不饱和位点的重均分子量 为750或更低的任何化合物。优选地,该官能团是含有杂原子和不饱和度的化合物,例如马来酸酐。优选的官能团包括有机酸和它们的盐,有机酰胺,有机酰亚胺,有机胺,有机酯,有机酸酐,有机醇,有机环氧化物,有机酰卤(例如酰氯,酰溴等),有机过氧化物,有机硅烷等。
优选用于本发明的官能团的实例包括含有羰基键的化合物,例如羧酸,羧酸酯,酸酐,二酯,盐,酰胺和酰亚胺。还可以使用芳族乙烯基化合物,可水解的不饱和硅烷化合物,饱和卤化烃和不饱和卤化烃。
尤其优选用于本发明的官能团的实例包括、但不限于马来酸酐,柠康酸酐,2-甲基马来酸酐,2-氯马来酸酐,2,3-二甲基马来酸酐,双环[2,2,1]-5-庚烯-2,3-二羧酸酐,4-甲基-4-环己烯-1,2-二羧酸酐,丙烯酸,甲基丙烯酸,马来酸,富马酸,衣康酸,柠康酸,中康酸,巴豆酸,双环(2.2.2)辛-5-烯-2,3-二羧酸酐,1,2,3,4,5,8,9,10-八氢萘-2,3-二羧酸酐,2-氧杂-1,3-二酮基螺(4.4)壬-7-烯,双环(2.2.1)庚-5-烯-2,3-二羧酸酐,马来海松酸,四氢邻苯二甲酸酐,降冰片-5-烯-2,3-二羧酸酐,桥亚甲基四氢化邻苯二甲酸酐(nadicanhydride),甲基桥亚甲基四氢化邻苯二甲酸酐,降冰片烯二酸酐(himic anhydride),甲基降冰片烯二酸酐(methyl himic anhydride),和x-甲基-双环(2.2.1)庚-5-烯-2,3-二羧酸酐(XMNA)。
可在本发明中用作官能团的不饱和羧酸的酯的实例包括丙烯酸甲酯,丙烯酸乙酯,丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸乙酯,甲基丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸缩水甘油酯,甲基丙烯酸羟甲酯,甲基丙烯酸羟乙酯等。
在本发明中可用作官能团的可水解不饱和硅烷化合物的实例包括:在其分子中包含可自由基聚合的不饱和基团和烷氧基甲硅烷基或甲硅烷基的化合物,使得该化合物具有键接于乙烯基的可水解的甲硅烷基和/或经由亚烷基键接于乙烯基的可水解甲硅烷基,和/或具有键接于丙烯酸、甲基丙烯酸等的酯或酰胺的可水解甲硅烷基的化合物。 它们的实例包括乙烯基三氯硅烷,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷,乙烯基三甲氧基硅烷,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,单乙烯基硅烷和单烯丙基硅烷。
在本发明中用作官能团的不饱和卤化烃的实例包括氯乙烯和偏二氯乙烯。
在一个优选的实施方案中,所要官能化的聚合物用马来酸酐(MA)接枝,从而生产出官能化聚合物组分(例如无规丙烯聚合物-g-MA),其中马来酸酐以共价键键接于聚合物的骨架聚合物链。接枝于该聚合物的酸酐官能度可以作为酸酐保留,可以氧化为酸官能团,和/或可以进一步通过本领域已知的方法来反应,以产生其它官能团比如酰胺、胺、腈、醇、酯、酰氯等。
官能化聚合物组分的形成
本发明的官能化聚合物组分缘于含有C2-C20烯烃的聚合物与官能团(例如接枝单体)的结合。在本领域中有多种方法可用于将本发明中使用的聚合物官能化。这些方法包括、但不限于选择性氧化、自由基接枝、臭氧分解、环氧化等。本发明的官能化聚合物组分可以在溶液和/或淤浆方法(即,采用溶剂)或熔体方法(即,没有溶剂)中生产。官能化聚合物组分还可以在高剪切混合器中、在流化床反应器中和/或类似装置中制备。
优选地,在足以使接枝单体接枝于聚合物而形成官能化聚合物组分的一定温度和持续时间下,将所要官能化的该一种或多种聚合物组分与自由基引发剂和接枝单体结合。在这种实施方案中,本发明的官能化聚合物组分可以通过在自由基引发剂催化剂如有机过氧化物的存在下加热聚合物组分和可自由基聚合的官能团(例如马来酸酐)来获得。该结合物优选在等于、接近或高于自由基引发剂催化剂的分解温度的温度下加热。
有用的自由基引发剂催化剂包括:二酰基过氧化物,过氧化酯,过氧酮缩醇,二烷基过氧化物,氢过氧化物等。具体实例包括过氧化 苯甲酰,甲基乙基酮过氧化物,过苯甲酸叔丁酯,过乙酸叔丁酯,00-叔丁基-O-(2-乙基己基)单过氧碳酸酯,4,4-二-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯,1,1-双(叔丁基过氧)环己烷,1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷,2,2-双(叔丁基过氧)丁烷,二枯基过氧化物,叔丁基枯基过氧化物,a,a’-双(叔丁基过氧-异丙基)苯,二叔丁基过氧化物(DTBP),2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)-己烷,2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)-己烷,环己酮过氧化物,叔丁基过氧异丙基碳酸酯,过邻苯二甲酸二叔丁酯,2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烯,2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烯-3,二叔丁基过氧化物,氢过氧化枯烯,叔丁基氢过氧化物,氢过氧化物,二月桂基过氧化物,二枯基过氧化物等。在一个优选实施方案中,官能化在高于聚合物熔点、但低于引发剂的分解温度的温度下进行。有用的温度范围包括35-350℃,优选40-250℃,优选45-200℃。
一种特别优选的制备本发明官能化聚合物组分的方法包括在基本上没有溶剂的情况下将所要官能化的聚合物组分与产生自由基的催化剂(例如过氧化物催化剂)在接枝单体(例如马来酸酐)的存在下在提供剪切的反应器(例如挤出机反应器)内熔体共混。可以使用一个或多个单螺杆和/或多螺杆反应器,优选双螺杆挤出机反应器,例如同向旋转啮合式挤出机,反向旋转非啮合式挤出机和/或共捏合机,例如由Buss出售的那些是特别优选的。
优选用于官能化反应(例如接枝反应)的事件顺序包括熔融聚合物、添加和分散接枝单体、引入过氧化物催化剂以及排放未反应的接枝单体和由过氧化物分解产生的副产物的步骤。其它顺序可以包括进料接枝单体和预先溶于溶剂的过氧化物催化剂。接枝单体可以聚合物组合物和官能团总重量的大约0.01-大约10wt%的比率,优选基于总反应混合物重量的大约1-大约5wt%的量引入到反应器内。
接枝反应优选在选择温度下进行,以最大限度减少或避免催化剂和接枝单体的快速蒸发和由此造成的损失,并使得停留时间为过氧化物的半衰期的大约6-7倍。其中聚合物熔体的温度沿反应器的长度逐 渐提高直至在反应器的接枝反应区达到最大,然后朝着反应器输出端降低的温度分布是优选的。在反应器(例如挤出机)的最后区段中的温度降低对于产品造粒目的来说是理想的。为了优化进料的均匀性,通常将过氧化物以大约10%浓度溶于矿物油中,而所要官能化的聚合物和接枝单体优选以纯的形式进料。
自由基引发剂催化剂优选以基于接枝单体重量的0.00001-100wt%,更优选0.1-10wt%的比率使用。加热温度取决于该反应是否在溶剂的存在下进行,但通常是大约50-350℃。当加热温度低于50℃时,该反应可能是缓慢的,因此效率可能低。当它超过350℃时,可能发生所要官能化的聚合物或聚合物共混物的分解。
在溶剂型方法中,该反应可以使用浓度为0.1-50wt%的溶液或淤浆形式的所要官能化的聚合物在对自由基稳定的具有2-20个碳原子的卤化烃化合物、芳族化合物、卤化芳族化合物、烷基取代的芳族烃、环烃和/或具有6-20个碳原子的烃化合物的存在下进行。优选的溶剂包括己烷和环己烷。
该官能化聚合物组分可以是如本文所述已被官能化的单一聚合物(均聚物,共聚物,三元共聚物等)。在另一个实施方案中,本发明的官能化聚合物组分可以是包括在单一方法中被官能化的官能化聚合物的共混物。本发明的官能化聚合物组分还可以包括多种相同或不同的官能化聚合物和/或添加剂,它们已经作为共混物被官能化,和/或在单独官能化之后合并,或者这些方法的任意组合。
官能化方法,在本文还称为接枝方法,可以在允许最大限度减少β-开裂反应的其它组分例如苯乙烯衍生物或本领域技术人员已知的其它化合物的存在下进行。
该官能化聚合物组分可以被官能化(例如接枝),以便包括大约0.001wt%或更多的一种或多种连接于和/或引入到官能化聚合物组分中的官能团。该官能化聚合物组分还可以更高程度官能化。优选地,本发明的官能化聚合物组分的官能化水平(例如接枝水平)可以低于总官能化聚合物组分重量的约50wt%,优选低于约45wt%,优选低于约 40wt%,优选低于约35wt%,优选低于约30wt%,优选低于约25wt%,优选低于约20wt%,优选低于约15wt%,优选低于约10wt%,优选低于约9wt%,优选低于约8wt%,优选低于约7wt%,优选低于约6wt%,优选低于约5wt%,优选低于约4wt%,优选低于约3wt%,优选低于约2wt%,优选低于约1.5wt%。
优选地,本发明的官能化聚合物组分的官能化水平(例如接枝水平)可以高于约0.5wt%,更优选高于约1wt%。在一个优选实施方案中,该官能化聚丙烯可以包括基于官能化聚合物组分总重量的0.1-大约10wt%的官能团,更优选0.5-大约5wt%的官能团。
优选地,该官能化聚合物组分包括马来酸酐(例如无规丙烯聚合物-g-MA)。官能化聚合物组分中的马来酸酐的水平可以低于约50wt%,优选低于约45wt%,优选低于约40wt%,优选低于约35wt%,优选低于约30wt%,优选低于约25wt%,优选低于约20wt%,优选低于约15wt%,优选低于约10wt%,优选低于约9wt%,优选低于约8wt%,优选低于约7wt%,优选低于约6wt%,优选低于约5wt%,优选低于约4wt%,优选低于约3wt%,优选低于约2wt%马来酸酐。还优选的是,官能化聚合物组分中的马来酸酐水平可以高于约0.5wt%,更优选高于约1wt%马来酸酐。在一个优选实施方案中,官能化聚丙烯可以包括0.1-大约10wt%的马来酸酐,更优选0.25-大约5wt%,更优选0.5-4wt%,更优选0.75-3.5wt%,更优选1.5-2.5wt%的马来酸酐。
官能化聚合物组分的马来酸酐含量可以通过傅里叶变换红外光谱法来测定,基于用其马来酸酐绝对含量已经根据M.Sclavons等人所述的程序(M.Sclavons,P.Franquinet,V.Carlier,G.Verfaillie,I.Fallais,R.Legras,M.Laurent和F.C.Thyrion,Polymer,41,1989(2000))测定的标准物来校准,所述程序中通过在二甲苯中完全溶解,随后在丙酮或其它适当溶剂中再沉淀而首先从残留单体中提纯出官能化聚合物组分的样品。然后干燥该沉淀的官能化聚合物组分。在沸腾温度下将大约0.5g的再沉淀官能化聚合物组分溶于150ml的甲 苯。用溴百里酚蓝作为颜色指示剂,用TBAOH(氢氧化四丁基铵)对该加热溶液进行电位滴定,其中官能化聚合物组分在滴定过程中不沉淀。在溶解之前优选将该官能化聚合物组分预热至200℃持续1小时,以便确保由马来酸酐被环境湿分的水解产生的所有二酸重新转化为酸酐。
如本领域所已知的,官能化聚合物组分的应力-应变性能可以使用哑铃形样品来评价。样品可以在180-200℃下在15吨的力下压塑15分钟,形成尺寸6英寸×6英寸的板。然后可以取出冷却的板,该试样可以用模头切割。样品的应力-应变评价可以用100 Royal Street,Canton,Mass.,的Instron Corporation制造的Instron 4465进行。本文所使用的数字数据在由购自Instron Corporation的Seriex IXMaterial Testing System采集的文档中收集,使用Excel5,购自Redmond,Wash的Microsoft Corporation的数据表程序分析。对于500%模量的评价,具有类似水平的全同立构结晶度(通过13C-NMR测定)的对比组合物常常不能延伸至500%延伸率,因此不能与本发明的组合物相比。挠曲模量(1%正割)可以根据ASTM D790测定。
优选地,该官能化聚合物组分包括至少30wt%(或者至少40wt%,或者至少50wt%,或者至少60wt%,或者至少70wt%,或者至少80wt%,或者至少90wt%,或者100wt%)的官能化无规丙烯聚合物。优选地,该官能化聚合物组分包括至少30wt%(或者至少40wt%,或者至少50wt%,或者至少60wt%,或者至少70wt%,或者至少80wt%,或者至少90wt%,或者100wt%)的官能化iPP-g-aPP聚合物。优选地,该官能化聚合物组分包括两种或更多种不同聚合物(共聚物)。优选地,该官能化共聚物组分包括三种或更多种不同聚合物(共聚物)。优选地,该官能化共聚物组分包括四种或更多种不同聚合物(共聚物)。所谓不同是指该聚合物(共聚物)具有不同物理性能,例如分子量,Mw/Mn,立构规整度等,或者具有不同共聚单体,或者如果该共聚物具有相同的共聚单体,它以不同的wt%存在。
官能化无规丙烯聚合物
本发明的粘合剂组合物包括无规丙烯聚合物组分和官能化聚合物组分。该官能化聚合物组分包括含有至少0.1wt%的官能团的C2-C20 烯烃聚合物。在一个实施方案中,该官能化聚合物组分可以包括如上所述已被官能化的以上公开的无规丙烯聚合物。
除非另有规定,该官能化无规丙烯聚合物的性能以与本文所述的官能化之前的同一性能相同的方式获得。可以使用各种技术来表征本发明的官能化无规丙烯聚合物,它们中的一些在“StructureCharacterization”The Science and Technology of Elastomers,F.Eirich,editor,Academic Press 1978,第3章,G.Ver Strate中有描述,该文献为了US专利实施的目的引入供参考。
还已经出乎意料地发现,本发明组合物内的增容效果可以通过引入官能化无规丙烯聚合物来获得,它可能受无规丙烯聚合物的接枝水平的影响。
官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA,可以具有300%或更高的百分比断裂伸长率,根据改良成使用具有大约1cm×1cm的基座和大约0.6cm×0.2cm的中心窄条的“小”哑铃和850μm/秒分离速度的ASTM D638中所述的程序。在一个优选实施方案中,本发明的无规丙烯聚合物-g-MA可以具有超过300%,更优选超过500%,还更优选超过大约800%的百分比断裂伸长率。
以上发明的益处是,官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA可以具有低挠曲模量。低挠曲模量是低于1400MPa,更优选低于700MPa,更优选低于350MPa的1%正割模量。
因此,应该理解的是,本发明官能化无规丙烯聚合物,优选本发明的无规丙烯聚合物-g-MA指的是能够用常规热塑性材料加工机械处理的易加工材料。
无规丙烯聚合物-g-MA聚合物可以具有5,000,000或更低的重均分子量(Mw),大约3,000,000或更低的数均分子量(Mn),大约5,000,000或更低的Z均分子量(Mz)以及使用全同立构聚丙烯作为基 准(例如,购自ExxonMobil Chemical Company的PP4612E2聚丙烯)在该聚合物的重均分子量(Mw)下测定的0.99或更高的g’指数,所有这些值可以通过尺寸排阻色谱法,例如3D SEC(还称为如本文所述的GPC-3D)来测定。
在一个优选实施方案中,该官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物可以具有大约5,000-大约5,000,000g/mol的Mw,更优选大约10,000-大约1,000,000的Mw,更优选大约20,000-大约500,000的Mw,更优选大约50,000-大约300,000的Mw,其中Mw如本文所述测定。
在一个优选实施方案中,该官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物可以具有大约5,000-大约3,000,000g/mol的Mn,更优选大约10,000-大约1,000,000的Mn,更优选大约10,000-大约500,000的Mn,更优选大约10,000-大约200,000的Mn,其中Mn如本文所述测定。
在一个优选实施方案中,该官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物可以具有大约10,000-大约5,000,000g/mol的Mz,更优选大约50,000-大约1,000,000的Mz,更优选大约80,000-大约500,000的Mz,更优选大约100,000-大约300,000的Mz,其中Mz如本文所述测定。
该官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物的分子量分布指数(MWD=(Mw/Mn))可以是大约1.5-40.0,更优选大约1.8-10,最优选大约1.8-7。
在一个优选实施方案中,当使用全同立构聚丙烯的特性粘度作为基准在该聚合物的Mw下测定,该官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物可以具有0.99或更高的g’指数值,更优选大约1的g’(即,基本上线性的)。
在一个优选实施方案中,该官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物可以具有大约200℃或更低,更优选140℃或更低的用差示扫描量热法(DSC)测定的结晶温度(Tc)。
在一个优选实施方案中,该官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物可以具有大约0.85-大约0.92g/ml,更优选大约0.87-0.90g/ml,更优选大约0.88-大约0.89g/ml的密度,在室温下根据ASTM D-1505试验方法测定。
在一个优选实施方案中,该官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物可以具有等于或高于0.2g/10min,优选2-500g/10min,更优选20-200g/10min的熔体流动速率(MFR),它与重均分子量Mw成反比,根据ASTM D-1238试验方法测定。
在一个优选实施方案中,该官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物可以具有低于大约75J/g的根据ASTM E 794-85中所述的程序测定的熔化热(Hf)。它优选高于或等于约0.5J/g,并且低于或等于约75J/g。优选低于或等于约50J/g,优选低于或等于约30J/g,其中低于或等于约25J/g是更优选的。还优选高于或等于约1J/g,优选高于或等于约5J/g,根据ASTM E794-85中所述的操作程序。
在另一个优选实施方案中,存在于本发明的粘合剂组合物中的官能化聚合物组分基本上(优选全部)由至少80wt%,优选至少90wt%,优选100wt%的优选具有0.5-70J/g的熔化热的官能化无规丙烯聚合物组成。
无定形富含间同立构的聚烯烃
富含间同立构的聚烯烃聚合物(srPP)可以包括至少大约50%r-二单元组,根据Ewen方法测定(参见J.A.Ewen,“CatalyticPolymerization of O1efins,”Eds.T.Keii,K.Soga;KodanskaElsevier Pub.,Tokyo,1986,第271页)。在一个优选实施方案中,srPP可以包括大约至少55%r二单元组,优选至少大约60%r二单元组,优选至少大约65%r二单元组,优选至少大约70%r二单元组,优选至少大约75%r二单元组,更优选低于约80%r二单元组,以存在于聚合物中的r和m二单元组的总数为基准计。
无定形富含间同立构的聚烯烃聚合物(a-srPP)可以包括富含间同立构的聚烯烃聚合物,基本上所有的该聚合物在室温下可溶于己烷、环己烷、甲苯或二甲苯中。
无定形富含间同立构的聚烯烃聚合物(a-srPP)可以包括大约50%r-二单元组-低于约80%r-二单元组,以聚合物中存在的二单元组的总数为基准计。在一个优选实施方案中,无定形srPP可以包括大约55%r二单元组-大约75%r二单元组,优选大约60%r二单元组-大约75%r二单元组,优选大约60%r二单元组-大约70%r二单元组,优选大约65%r二单元组-大约70%r二单元组,以聚合物中存在的r-二单元组的总数为基准计。
无定形富含间同立构的聚烯烃聚合物(a-srPP)可以包括大约6.25-大约31.6%r-五单元组,以聚合物中存在的r-五单元组的总数为基准计。在一个优选实施方案中,无定形srPP可以包括大约9.15%r-五单元组-大约31.6%r-五单元组,优选大约13.0%r-五单元组-大约31.6%r-五单元组,优选大约13.0%r-五单元组-大约24.0%r-五单元组,优选大约17.9%r-五单元组-大约24.0%r-五单元组,以聚合物中存在的r-五单元组的总数为基准计。
在一个优选实施方案中,无定形富含间同立构的聚烯烃聚合物是无定形富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr)。a-srPPr优选具有5,000,000或更低的重均分子量(Mw),大约3,000,000或更低的数均分子量(Mn),大约10,000,000或更低的Z均分子量(Mz)以及使用全同立构聚丙烯作为基准在该聚合物的重均分子量(Mw)下测定的1.0或更低的g’指数,所有这些值可以通过尺寸排阻色谱法,例如3D SEC(还称为如本文所述的GPC-3D)来测定。
在一个优选实施方案中,本发明的a-srPPr可以具有大约5,000-大约5,000,000g/mol的Mw,更优选大约10,000-大约1,000,000的Mw,更优选大约20,000-大约500,000的Mw,更优选大约50,000-大约300,000的Mw,其中Mw如本文所述测定。
在一个优选实施方案中,本发明的a-srPPr可以具有大约5,000- 大约3,000,000g/mol的Mn,更优选大约10,000-大约1,000,000的Mn,更优选大约30,000-大约500,000的Mn,更优选大约50,000-大约200,000的Mn,其中Mn如本文所述测定。
在一个优选实施方案中,本发明的a-srPPr可以具有大约10,000-大约10,000,000g/mol的Mz,更优选大约50,000-大约1,000,000的Mz,更优选大约80,000-大约500,000的Mz,更优选大约100,000-大约300,000的Mz,其中Mz如本文所述测定。
在一个优选实施方案中,当使用全同立构聚丙烯的特性粘度作为基准在该聚合物的Mw下测定,本发明的a-srPPr可以具有大约1-大约1.5的g’指数值,更优选大约1.25-大约1.45的g’,其中g’如本文所述定义和测定。
在一个优选实施方案中,本发明的a-srPPr可以具有大约200℃或更低,更优选140℃或更低的用差示扫描量热法(DSC)测定的结晶温度(Tc),更优选没有不可辨别的结晶温度。
在一个优选实施方案中,本发明的a-srPPr可以具有大约0.85-大约0.95g/ml,更优选大约0.87-0.92g/ml,更优选大约0.88-大约0.91g/ml的密度,在室温下根据ASTM D-1505试验方法测定。
在一个优选实施方案中,本发明的a-srPPr可以具有等于或高于0.2g/10min,优选2-500g/10min,更优选20-200g/10min的熔体流动速率(MFR),它与重均分子量Mw成反比,根据ASTM D-1238(190℃,2.16kg)试验方法测定。
无定形富含间同立构的聚烯烃可以包括在基础聚合物内的α-烯烃,使得该无定形富含间同立构的聚烯烃可以具有高于约50wt%C3-C20α-烯烃,优选高于约50wt%C3-C12α-烯烃,更优选高于约50wt%C3-C10α-烯烃。
优选地,无定形富含间同立构的聚烯烃可以包括高于约60wt%丙烯,优选高于约70wt%丙烯,优选高于约80wt%丙烯,优选高于约90wt%丙烯,优选高于约95wt%丙烯,优选高于约99wt%丙烯,以该聚合物的总重量为基准计。
本发明的无定形富含间同立构的聚烯烃可以进一步包括高于约0.5wt%乙烯,优选高于约1wt%乙烯,优选高于约2wt%乙烯,优选高于约3wt%乙烯,优选高于约4wt%乙烯,优选高于约5wt%乙烯,以该聚合物的总重量为基准计。
例如,a-srPPr可以包括至少大约50wt%丙烯(C3)作为基础聚合物,还有乙烯(C2)和C4-C40α-烯烃,优选C4-C20α-烯烃,更优选C4-C12α-烯烃,其中C2和C4-C10α-烯烃是还更优选的。
优选的α-烯烃的实例包括1-丁烯,1-戊烯,1-己烯,1-庚烯,1-辛烯,1-壬烯,1-癸烯,1-十-碳烯,1-十二碳烯,1-十三碳烯,1-十五碳烯,1-十六碳烯,1-十七碳烯,1-十八碳烯以及支化烯烃,包括3-甲基-1-丁烯,4-甲基-1-戊烯和4,4-二甲基-1-戊烯。
除了基础聚合物以外的α-烯烃的量(当存在于a-srPP中时)可以高于聚合物总重量的约0.001wt%(重量百分率)。优选地,该α-烯烃的量高于或等于约0.1wt%,更优选高于或等于约1wt%。其它α-烯烃还可以大约50wt%或更低的量存在于基础聚合物中。优选地,其它α-烯烃的量低于或等于约20wt%,更优选低于或等于约10wt%。
在一个优选实施方案中,本发明的基本上所有的a-srPP(优选a-srPPr)是基本上无定形的,所谓基本上无定形是指基本上所有的a-srPP在室温下可溶于己烷、环己烷、二甲苯或甲苯中。这里所使用的“基本上所有的a-srPP”是指至少大约95wt%,优选至少大约96wt%,优选至少大约97wt%,优选至少大约98wt%,优选至少大约99wt%,优选至少大约99.5wt%的a-srPP在室温下(即25℃)可溶于己烷、环己烷、二甲苯或甲苯中,以所存在的a-srPP的总重量为基准计。
在一个优选实施方案中,本发明的a-srPP,更优选a-srPPr可以具有低于或等于约10J/g,优选低于或等于约9J/g,优选低于或等于约8J/g,优选低于或等于约7J/g,优选低于或等于约6J/g,优选低于或等于约5J/g,优选低于或等于约4J/g,优选低于或等于约3J/g,优选低于或等于约2J/g,优选低于或等于约1J/g的根据ASTM E794-85所述的操作程序测定的熔化热(Hf),还更优选的是,熔化热根据ASTM E 794-85中所述的操作程序不能检测到。
在一个优选实施方案中,本发明的a-SrPP,更优选a-srPPr可以具有低于或等于约1wt%(以所存在的聚合物的总量为基准计),更优选低于或等于约0.9wt%,更优选低于或等于约0.8wt%,更优选低于或等于约0.7wt%,更优选低于或等于约0.6wt%,更优选低于或等于约0.5wt%,更优选低于或等于约0.4wt%,更优选低于或等于约0.3wt%,更优选低于或等于约0.2wt%,更优选低于或等于约0.1wt%,更优选低于或等于约0.05wt%,更优选低于或等于约0.01wt%,更优选低于或等于约0.005wt%的根据ASTM D5630中所述的操作程序测定的灰分含量,低于或等于约0.001wt%的根据ASTM D-5630测定的灰分含量是还更优选的。
在另一个实施方案中,本发明的粘合剂共混物包括5wt%或更低的富含间同立构的聚烯烃聚合物(例如富含间同立构的聚丙烯),优选4wt%或更低的富含间同立构的聚烯烃聚合物,3wt%或更低的富含间同立构的聚烯烃聚合物,2wt%或更低的富含间同立构的聚烯烃聚合物,1wt%或更低的富含间同立构的聚烯烃聚合物。优选地,本发明的粘合剂共混物包括0wt%的富含间同立构的聚烯烃聚合物(例如富含间同立构的聚丙烯)。
无定形富含间同立构的聚烯烃聚合物的制备
能够生产无定形富含间同立构的聚烯烃,尤其无定形富含间同立构的聚丙烯的催化剂包括US 5,476,914,6,184,326,6,245,870,5,373,059,5,374,685和5,326,824中所公开的那些。srPP聚合物,尤其srPPr聚合物的制备已经在Natta等人的US专利Nos.3,305,538和3,258,455,Ewen等人的US专利No.4,892,851,Job的US专利No.5,270,410,Eckman等人的US专利No.5,340,917,Ewen等人的US专利No.5,476,914中被公开,所有这些公开物由此引入供参考。
除了用于制备本发明的无定形富含间同立构的聚烯烃的催化剂的选择、反应物的浓度和反应压力以外,反应的温度控制也是关键的。 反应的温度优选控制在设定点±大约10℃的范围内,更优选±大约9℃的范围内,更优选±大约8℃的范围内,更优选±大约7℃的范围内,更优选±大约6℃的范围内,更优选±大约5℃的范围内,更优选±大约4℃的范围内,更优选±大约3℃的范围内,更优选±大约2℃的范围内。
用US专利No.5,476,914公开的方法用金属茂催化剂体系制备的聚合物是优选的。与其它方法相比,用金属茂催化剂制备的a-srPPr比使用其它催化剂如所公开的钒催化剂(往往生产出灰分含量高于本发明聚合物的聚合物)生产的聚合物具有更窄的分子量分布和/或更均匀的共聚单体分布。因此,金属茂生产的a-srPP可以比其它a-srPP具有更好的物理和机械性能以及优良的加工性能。最优选类型的a-srPP聚合物是金属茂催化的乙烯或1-丁烯共聚单体含量为大约2-20wt%的丙烯与乙烯或1-丁烯的共聚物。
通常,a-srPP可以在液体填充的单级(single-stage)反应器如连续反应器内使用适当催化剂如下列催化剂来制备:二氯·二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(环戊二烯基)(3,8-二叔丁基芴基)合锆,二氯·二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(环戊二烯基)(3,8-二叔丁基芴基)合铪,二甲基·二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(环戊二烯基)(3,8-二叔丁基芴基)合锆,二甲基·二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(环戊二烯基)(3,8-二叔丁基芴基)合铪,二氯·二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(环戊二烯基)(3,3,6,6,9,9,12,12-八甲基-4,4,5,5,8,8,9,9-八氢二苄基[b,h]芴基)合锆,二氯·二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(环戊二烯基)(3,3,6,6,9,9,12,12-八甲基-4,4,5,5,8,8,9,9-八氢二苄基[b,h]芴基)合铪,二甲基·二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(环戊二烯基)(3,3,6,6,9,9,12,12-八甲基-4,4,5,5,8,8,9,9-八氢二苄基[b,h]芴基)合锆以及二甲基·二(对-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(环戊二烯基)(3,3,6,6,9,9,12,12-八甲基-4,4,5,5,8,8,9,9-八氢二苄基[b,h]芴基)合铪。
该催化剂可以用包括铝氧烷化合物、改性铝氧烷化合物和电离化阴离子前体化合物在内的适当的活化剂(助催化剂)活化(或预活化), 所述电离化阴离子前体化合物夺取一个反应性的、σ键结合的金属配体,使金属配合物成为阳离子,并提供电荷平衡的非配位或弱配位阴离子,上述活化剂如甲基铝氧烷(MAO)和四(五氟苯基)硼酸N,N-二甲基苯铵。其它优选的活化剂是在WO 2004/026921的段落[00121]-[00151]中所述的那些。尤其优选的活化剂包括在WO2004/026921的77-78页、段落[00135]中列举的那些。
上述催化剂和催化剂体系适用于溶液、本体、气相或淤浆聚合方法或它们的结合方法,优选溶液相或本体相聚合方法。
在一个实施方案中,本发明涉及溶液、本体、淤浆或气相聚合反应,包括一种或多种具有3-30个碳原子,优选3-12个碳原子,更优选3-8个碳原子的单体的聚合。优选的单体包括丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、3-甲基-1-戊烯和环烯烃中的一种或多种或它们的混合物。其它单体可以包括乙烯基单体,二烯属烃如二烯,多烯,降冰片烯,降冰片二烯,乙烯基降冰片烯,乙叉基降冰片烯单体。优选地,制备丙烯的均聚物或共聚物。在另一个实施方案中,生产丙烯的均聚物和丙烯与以上列举的一种或多种单体的共聚物。
在本发明中可以使用串联或并联的一个或多个反应器。催化剂组分和活化剂可以作为溶液或淤浆输送,或者单独输送给反应器,刚好在反应器之前在线活化,或者预先活化并作为活化的溶液或淤浆泵送给反应器。一种优选的操作是两种溶液在线活化。关于将多种催化剂引入到反应器中的方法的更多信息,请参阅US 6,399,722和WO0130862A1。虽然这些参考文献可能强调气相反应器,但所述技术同样适用于其它类型的反应器,包括连续搅拌釜反应器,淤浆环管反应器等。聚合按单一反应器操作进行,其中单体、共聚单体、催化剂/活化剂、清除剂和任选的改性剂连续加入到单一反应器中,或者按串联反应器操作进行,其中以上组分加入到串联的两个或更多个反应器的每一个中。催化剂组分可以加入到串联的第一反应器中。该催化剂组分还可以加入到两个反应器中,其中一种组分加入到第一反应器中,另 一种组分加入到其它反应器中。
在一个实施方案中,可以将≤500ppm,或≤400ppm,或≤300ppm的氢气加入到聚合反应中。在其它实施方案中,可以将至少50ppm,或≥100ppm,或≥150ppm的氢气加入到聚合反应中。
官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃
本发明可以包括上述无定形的富含间同立构的聚烯烃、官能团和官能化催化剂的接触产物,获得了官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃(F-srPO)。优选地,无定形的富含间同立构的聚烯烃是无定形的富含间同立构的聚丙烯,该官能团是马来酸酐,而官能化催化剂是有机过氧化物,这可以获得包括用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯的接触产物。
因此,本发明可以包括进一步用一种或多种附加化合物官能化以便为聚烯烃赋予一种或多种官能团的上述无定形的富含间同立构的聚烯烃。该官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃优选是用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯。因此,该无定形的富含间同立构的聚烯烃可以用不饱和化合物(例如含有碳-碳双键、碳-碳三键的化合物),和/或含有杂原子(例如B、N、O、Si、P、卤素(例如F、Cl、Br、I)和/或S)的化合物官能化。该官能团可以包括芳族化合物、乙烯基化合物、有机酸、有机酰胺、有机胺、有机酯、有机二酯、有机酰亚胺、有机酸酐、有机醇、有机酰卤、有机过氧化物和/或它们的盐或衍生物。
为了便于参照,除非另有规定,不饱和化合物和/或含有杂原子的化合物在这里被统称为“官能团(缩写FG)”。所谓官能化(或接枝)是指一种或多种官能团被引入、接枝、键接、物理和/或化学连接于本发明的无定形的富含间同立构的聚烯烃(a-srPP),以形成用官能团官能化的无定形的富含间同立构的聚烯烃(缩写“a-srPP-g-FG”,其中“-g-FG”表示接枝的官能团)。聚烯烃的官能化优选发生在聚合物骨架上,但也可以发生在聚合物末端以及侧挂于聚合物骨架的聚合物部 分。官能化还可以发生在其它官能团上以及各个聚合物链之间。
在一个优选实施方案中,官能化的富含间同立构的聚烯烃基本上是无定形的,因为本发明的基本上所有的a-srPP-g-FG在室温下可溶于己烷、环己烷、二甲苯或甲苯中。这样,以所存在的a-srPP-g-FG的总重量为基准计,至少大约95wt%,优选至少大约96wt%,优选至少大约97wt%,优选至少大约98wt%,优选至少大约99wt%,优选至少大约99.5wt%的a-srPP-g-FG在室温下可溶于己烷、环己烷、二甲苯或甲苯中。
作为示例性实施方案,利用如本文详细描述的自由基共聚,官能团(即,含有官能团的化合物)可以接枝于无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr)上,所述自由基共聚可以包括使用自由基引发剂。这种方法在本文被称之为接枝共聚。最终产物是官能化无定形的富含间同立构的丙烯聚合物或官能化聚合物的共混物。因此,本发明包括聚烯烃,优选无定形的富含间同立构的聚烯烃与官能团在自由基引发剂存在下的接触产物。
优选的官能团的实例包括不饱和羧酸和它们的盐,以及包括但不限于以下的酸衍生物:马来酸酐,柠康酸酐,2-甲基马来酸酐,2-氯马来酸酐,2,3-二甲基马来酸酐,双环[2,2,1]-5-庚烯-2,3-二羧酸酐,4-甲基-4-环己烯-1,2-二羧酸酐,丙烯酸,甲基丙烯酸,马来酸,富马酸,衣康酸,柠康酸,中康酸,巴豆酸,双环(2.2.2)辛-5-烯-2,3-二羧酸酐,1,2,3,4,5,8,9,10-八氢萘-2,3-二羧酸酐,2-氧杂-1,3-二酮基螺(4.4)壬-7-烯,双环(2.2.1)庚-5-烯-2,3-二羧酸酐,马来海松酸,四氢邻苯二甲酸酐,降冰片-5-烯-2,3-二羧酸酐,桥亚甲基四氢化邻苯二甲酸酐,甲基桥亚甲基四氢化邻苯二甲酸酐,降冰片烯二酸酐(himic anhydride),甲基降冰片烯二酸酐(methyl himicanhydride),和/或x-甲基-双环(2.2.1)庚-5-烯-2,3-二羧酸酐(XMNA)。
羧酸酯的实例包括不饱和羧酸酯,后者包括丙烯酸甲酯,丙烯酸乙酯,丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸 丁酯。
可水解的不饱和硅烷化合物在其分子中可包括可自由基聚合的不饱和基团和烷氧基甲硅烷基或甲硅烷基,使得该化合物具有键接于乙烯基的可水解的甲硅烷基和/或经由亚烷基键接于乙烯基的可水解甲硅烷基,和/或具有键接于丙烯酸、甲基丙烯酸等的酯或酰胺的可水解甲硅烷基的化合物。它们的实例包括乙烯基三氯硅烷,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷,乙烯基三甲氧基硅烷,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,单乙烯基硅烷和单烯丙基硅烷。
不饱和卤化烃的实例包括氯乙烯和偏二氯乙烯。
用于接枝共聚的自由基引发剂的优选实例包括有机过氧化物比如过氧化苯甲酰,甲基乙基酮过氧化物,环己酮过氧化物,叔丁基过氧异丙基碳酸酯,过邻苯二甲酸二叔丁酯,2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烯(Lupersol 101,ElfAtochem),2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烯-3,二叔丁基过氧化物,氢过氧化枯烯,叔丁基氢过氧化物,二月桂基过氧化物和二枯基过氧化物。
在一个优选的实施方案中,a-srPPr可以用马来酸酐(MA)接枝,从而生产出用马来酸酐接枝的官能化无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA),其中马来酸酐可以共价键接于构成a-srPPr的任何一个聚合物链。接枝于该聚合物的酸酐官能度可以作为酸酐保留,可以氧化为酸和/或醛官能团,和/或可以进一步通过本领域已知的方法来反应,以产生该官能团的其它衍生物比如酰胺、胺、酯、酸盐等。
在一个优选实施方案中,该官能团以基于所存在的官能化聚烯烃的总重量的大约0.005-99wt%的量存在于官能化聚合物(例如a-srPP-g-FG)中。在一个优选实施方案中,该官能团的存在量为大约0.01-99wt%,优选0.05-90wt%,优选0.1-75wt%,更优选0.5-60wt%,更优选0.5-50wt%,更优选0.5-40wt%,更优选0.5-30wt%,更优选0.5-20wt%,更优选0.5-15wt%,更优选0.5-10wt%,更优选0.5-5wt%,更优选0.5-3wt%,更优选0.5-2wt%,更优选0.5-1wt%,以所存在的官能化聚烯烃或它们的共混物的总重量为基准计。
在一个还更优选的实施方案中,官能化无定形聚烯烃是接枝了马来酸酐的无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)。在又一个更优选的实施方案中,按照如本文所述的测定方法,官能团马来酸酐以大约0.005-10wt%MA,更优选0.01-10wt%MA,更优选0.5-10wt%MA,更优选0.5-5wt%MA,更优选1-5wt%MA,更优选1-2wt%MA,更优选1-1.5wt%MA的浓度存在于包含无定形的富含间同立构的聚丙烯的聚合物或聚合物共混物中,以所存在的官能化无定形的富含间同立构的聚丙烯或它们的共混物的重量为基准计。
本发明的官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃(a-srPP-FG),优选用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)可以包括至少大约50%r-二单元组和低于大约80%r-二单元组,根据Ewen方法测定。在一个优选实施方案中,a-srPPr-g-MA可以包括至少大约55%r二单元组,优选至少大约60%r二单元组,优选至少大约65%r二单元组,优选至少大约70%r二单元组,优选至少大约75%r二单元组,更优选低于大约80%r二单元组,以聚合物中存在的r和m二单元组的总数为基准计。
官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃聚合物(a-srPP-g-FG),优选用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)可以包括大约6.25-大约31.6%r-五单元组,以聚合物中存在的r-五单元组的总数为基准计。在一个优选实施方案中,a-srPP-g-FG可以包括大约9.15%r-五单元组-大约31.6%r-五单元组,优选大约13.0%r-五单元组-大约31.6%r-五单元组,优选大约13.0%r-五单元组-大约24.0%r-五单元组,优选大约17.9%r-五单元组-大约24.0%r-五单元组,以聚合物中存在的r-五单元组的总数为基准计。
在一个优选实施方案中,官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃聚合物是官能化无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-FG),优选用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)。a-srPPr-g-FG,优选用马来酸酐官能化的无定形的 富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)优选具有5,000,000或更低,更优选大约5000-大约5,000,000的重均分子量(Mw),大约3,000,000或更低,更优选大约5000-大约3,000,000的数均分子量(Mn),大约10,000,000或更低,更优选大约5000-大约10,000,000的Z均分子量(Mz),所有这些值可以通过尺寸排阻色谱法,例如3D SEC(还称为如本文所述的GPC-3D)来测定。
在一个优选实施方案中,本发明的a-srPPr-g-FG,优选用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)可以具有大约5,000-大约1,000,000g/mol的Mw,更优选大约10,000-大约500,000的Mw,更优选大约20,000-大约300,000的Mw,更优选大约50,000-大约200,000的Mw,其中Mw如本文所述测定。
在一个优选实施方案中,本发明的a-srPPr-g-FG,优选用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)可以具有大约2,000-大约500,000g/mol的Mn,更优选大约5,000-大约300,000的Mn,更优选大约10,000-大约200,000的Mn,更优选大约20,000-大约150,000的Mn,其中Mn如本文所述测定。
在一个优选实施方案中,本发明的a-srPPr-g-FG,优选用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)可以具有大约10,000-大约10,000,000g/mol的Mz,更优选大约20,000-大约1,000,000的Mz,更优选大约40,000-大约500,000的Mz,更优选大约100,000-大约400,000的Mz,其中Mz如本文所述测定。
在一个优选实施方案中,本发明的a-srPPr-g-FG,优选用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)可以具有大约140℃或更低,更优选100℃或更低的用差示扫描量热法(DSC)测定的结晶温度(Tc),更优选没有不可辨别的结晶温度。
在一个优选实施方案中,本发明的a-srPPr-g-FG,优选用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)可以具有等于或高于0.2g/10min,优选2-500g/10min,更优选20-200g/10min的熔体流动速率(MFR),它与重均分子量Mw成反比,根据ASTM D-1238(190℃,2.16kg)试验方法测定。
a-srPPr-g-FG,优选用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)的无定形富含间同立构的聚烯烃可以包括在基础聚合物内的α-烯烃。例如,a-srPPr-g-FG可以包括作为基础聚合物的丙烯(C3),还有乙烯(C2)和C4-C40α-烯烃,优选C4-C20α-烯烃,更优选C4-C12α-烯烃,其中C2和C4-C10α-烯烃是还更优选的。
优选的α-烯烃的实例包括1-丁烯,1-戊烯,1-己烯,1-庚烯,1-辛烯,1-壬烯,1-癸烯,1-十一碳烯,1-十二碳烯,1-十三碳烯,1-十五碳烯,1-十六碳烯,1-十七碳烯,1-十八碳烯以及支化烯烃,包括3-甲基-1-丁烯,4-甲基-1-戊烯和4,4-二甲基-1-戊烯。
除了基础聚合物以外的α-烯烃的量(当存在于a-srPPr-g-FG,优选用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)中时)可以高于聚合物总重量的约0.001wt%(重量百分率)。优选地,该α-烯烃的量高于或等于约0.1wt%,更优选高于或等于约1wt%。其它α-烯烃还可以大约50wt%或更低的量存在于基础聚合物中。优选地,其它α-烯烃的量低于或等于约20wt%,更优选低于或等于约10wt%。
在一个优选实施方案中,本发明的a-srPP-g-FG,更优选a-srPPr-g-FG,还更优选用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)可以具有低于或等于约10J/g,优选低于或等于约9J/g,优选低于或等于约8J/g,优选低于或等于约7J/g,优选低于或等于约6J/g,优选低于或等于约5J/g,优选低于或等于约4J/g,优选低于或等于约3J/g,优选低于或等于约2J/g,优选低于或等于约1J/g的根据ASTM E 794-85所述的操作程序测定的熔化热(Hf),还更优选的是,熔化热根据ASTM E 794-85中所述的操作程序不能检测到。
在一个优选实施方案中,在官能化为本发明的a-srPP-g-FG,优选用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)之前,a-srPP,更优选a-srPPr可以具有低于或等于 约1wt%(以所存在的聚合物的总量为基准计),更优选低于或等于约0.9wt%,更优选低于或等于约0.8wt%,更优选低于或等于约0.7wt%,更优选低于或等于约0.6wt%,更优选低于或等于约0.5wt%,更优选低于或等于约0.4wt%,更优选低于或等于约0.3wt%,更优选低于或等于约0.2wt%,更优选低于或等于约0.1wt%,更优选低于或等于约0.05wt%,更优选低于或等于约0.01wt%,更优选低于或等于约0.005wt%的根据ASTM D5630中所述的操作程序测定的灰分含量,低于或等于约0.001wt%的根据ASTM D-5630测定的灰分含量是还更优选的。
在一个优选实施方案中,官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃,优选用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)是热稳定的,所谓热稳定是指当与初始组合物的加德纳色标比较时,在180℃下热老化(例如,保持)48小时的a-srPP-g-FG的加德纳色标(通过ASTM D-1544-68测定)改变不超过7个加德纳单位。优选地,官能化聚合物或包括官能化聚合物的组合物的加德纳色标在其熔点以上加热48小时后改变不超过6,更优选5,还更优选4,还更优选3,还更优选2,还更优选1个加德纳色标单位,与加热之前的初始官能化聚合物相比(例如在热老化之前)。
在用马来酸酐官能化(例如接枝)的无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)的情况下,已经发现,组合物中存在的游离酸基可以导致热稳定性降低。因此,在一个优选实施方案中,a-srPPr-g-MA,或含有a-srPPr-g-MA的共混物中存在的游离酸基的量低于约1000ppm,更优选低于约500ppm,还更优选低于约100ppm,以所存在的a-srPPr-g-MA的总重量为基准计。
还已经发现,各种亚磷酸盐可以有助于不稳定性。因此,在另一个优选的实施方案中,a-srPP-g-FG,更优选a-srPPr-g-MA,基本上不含亚磷酸盐,所谓基本上不含亚磷酸盐是指亚磷酸盐的存在量是a-srPP-g-FG,更优选a-srPPr-g-MA的重量的100ppm或更低。
在另一个实施方案中,官能化富含间同立构的聚烯烃(F-srPO)(例 如马来酸酐或马来酸接枝的富含间同立构的聚丙烯)在本发明的粘合剂中的存在量为5wt%或更低,优选4wt%或更低,优选3wt%或更低,优选2wt%或更低,优选1wt%或更低,优选0wt%,以该组合物的重量为基准计。
无定形富含间同立构的聚烯烃的官能化
形成本发明的官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃(a-srPP-g-FG),优选用马来酸酐官能化的无定形富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)的无定形富含间同立构的聚烯烃(a-srPP)用官能团(FG)的官能化可以通过让所要官能化的聚合物与官能团优选在自由基引发剂的存在下接触来获得。在一个优选实施方案中,将该结合物加热到等于、接近或高于一种或多种所使用的自由基引发剂的分解温度的温度。
在一些实施方案中,对官能团的用量没有特定的限制要求,因此,可以使用常规条件(例如可用于官能化全同立构聚丙烯的条件)来制备官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃,优选本发明的用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯(a-srPPr-g-MA)。因为在某些情况下共聚的效率是较高的,官能团的量可以是小的(即,低于或等于约1wt%官能团,以官能化聚合物的总重量为基准计)。
自由基引发剂优选以基于官能团重量的0.00001-10wt%的比率使用。在适用的情况下,加热温度取决于聚合物、官能团和当使用时的自由基引发剂的接触(例如反应)是否在溶剂的存在下进行。接触温度优选高于约0℃和低于约500℃,其中大约50-350℃是更优选的。当加热温度低于50℃,反应可能是缓慢的,因此效率可能低。当加热温度超过350℃时,可能发生聚合物或其它组分的分解。因此,本发明的a-srPP,优选a-srPPr可以采用溶剂型官能化方法和/或采用没有溶剂的熔体型官能化方法用官能团官能化。
在溶剂型方法中,该反应可以使用浓度为0.1-50wt%的a-srPP,优选a-srPPr的溶液、或淤浆在含有2-20个碳原子的卤化烃化合物、 芳族化合物、卤化芳族化合物和/或烷基取代的芳族烃(它们对自由基稳定)的存在下进行。
重要的是,这里已经发现,本发明的无定形聚烯烃,更优选无定形富含间同立构的聚烯烃,还更优选无定形的富含间同立构的聚丙烯可以在包括环烃和/或含有6-20个碳原子的烃的脂族溶剂中官能化。优选的脂族溶剂包括环己烷、己烷和包含环己烷和/或己烷的混合物。
因此,该出乎意料的发现可以避免使用芳族和/或卤化溶剂,因此,本发明可以用于减少可能与使用芳族和/或卤化溶剂有关的环境问题和限制,尤其在大规模生产中。如本文所详细说明的,该发现还使得能够直接使用来自用于官能化的聚合反应器的聚合物溶液,因此避免了附加的精制和/或再溶解步骤(一个或多个)。此外,该发现还提供了与使用沸点低于芳族溶剂的溶剂相关的优点。在官能化中使用沸点低于苯、甲苯、二甲苯等的溶剂例如将有利于在比特定芳族溶剂更低温度和/或更高压力下从官能化聚合物中除去溶剂。与芳族溶剂的溶剂脱除所需的操作条件相比,更低温度去除因此可以减少聚合物的降解,更有效除去溶剂,以及提高生产率/降低由在更低温度和/或更高压力下操作所产生的溶剂脱除的成本。
在采用熔体型官能化方法的官能化方法中,该反应可以几乎不用溶剂或不用溶剂,优选在没有溶剂的存在下在能够在可能是高度粘性组分的物质之间产生充分物理接触以影响无定形的富含间同立构的聚烯烃的接触和因此影响它们的官能化的挤出机、混合机等装置中进行。在熔体型官能化方法中,官能化反应可以在比溶液或溶剂型官能化方法的相同反应更高的温度下进行。
用于本发明的a-srPP,优选a-srPPr的其它官能化方法可以包括、但不限于在溶液或淤浆中(即有溶剂和/或稀释剂)或在熔体或混合机内(即没有溶剂)的选择性氧化、臭氧分解、环氧化等。
在本发明中,官能化(例如接枝聚合)还可以在含水介质中进行。在该情况下,可以使用一种或多种分散剂。适合的分散剂的实例包括:皂化聚乙酸乙烯酯,改性纤维素,例如羟乙基纤维素和羟丙基纤维素 以及含有OH基团的化合物,例如聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸。另外,还可以广泛使用用于通常的含水悬浮聚合的化合物。
含水官能化可以通过将聚合物、官能团、水不溶性自由基引发剂和/或分散剂悬浮于水中,然后加热该混合物来进行。这里,水与官能团总和的比率优选是1∶0.1-1∶200,更优选1∶1-1∶100。加热温度应使得自由基引发剂的半衰期优选是0.1-100小时,更优选0.2-10小时,并且优选是30-200℃,更优选40-150℃。在加热步骤中,优选的是,将该混合物充分搅拌,以便变为悬浮状态。这样,接枝聚烯烃可以颗粒形式获得。
官能团与所要官能化的聚烯烃或包括聚烯烃的共混物的重量比可以优选是1∶01到1∶10000,自由基引发剂与官能团的重量比可以是0.00001-0.1。
如上所述,游离酸基和亚磷酸盐在官能化srPP中的存在可以影响a-srPP-g-FG,尤其a-srPPr-g-MA的热稳定性。可能不利影响a-srPPr-g-MA的热稳定性的游离酸基和其它结构部分的浓度可以通过下列方法来减小和/或控制:
1、反应控制,其中原料在足以确保在官能化方法过程中基本上完全反应和因此基本上完全消耗掉所添加的官能团(例如马来酸酐)的一定温度和持续时间下接触;
2、后清洗,其中在官能化反应之后官能化聚合物与溶剂、水、稀酸、稀碱或它们的混合物接触(例如清洗)至少一次;
3、母料配入,其中官能化聚合物的母料被生产和/或加工成基本上不含游离酸基和/或其它结构部分,其中该母料的马来酸酐官能团浓度高于最终组合物中所需的浓度,该母料以足以在最终共混物中产生所需的a-srPP-FG,优选a-srPPr-MA含量的量在最终共混物中共混(还称为“调稀”)。
4、湿分控制,其中官能化聚合物中的湿分(例如水)含量保持在维持该酸酐(例如MA)的酸酐官能度的水平。
采用脂族溶剂的溶液官能化是改进了a-srPP-FG,优选 a-srPPr-g-MA的热稳定性的优选的官能化方法。
关于溶液中的反应,a-srPP可以溶于适当的溶剂(例如芳族溶剂,如苯,甲苯或二甲苯,或脂族溶剂,例如己烷或环己烷)。在将含有a-srPP的溶液加热到所需温度(例如大约60-150℃)之后,可以添加自由基引发剂和官能团(例如反应性酰胺和/或马来酸酐)而引发接枝过程。在搅拌约30分钟到约5小时或更长时间之后,将该溶液沉淀到第二溶剂如丙酮中,以将官能化聚合物与未反应的改性剂分离。过滤的产物然后可以在真空(例如120℃)下干燥,以提供最终官能化的无定形聚烯烃产品。
因此,在一个实施方案中,该官能化方法可以包括下列步骤:
1)将烯烃单体(例如丙烯)、催化剂、活化剂等在己烷或脂族溶剂的混合物中提供给反应器;
2)催化溶液聚合;
3)单体汽提;
4)溶剂脱除和产物干燥,生产出聚合物;
5)聚合物再溶于非脂族溶剂(例如苯,甲苯,或非烃溶剂),用于溶液官能化;
6)溶剂型官能化;以及
7)脱除溶剂型官能化中使用的溶剂。
在一个优选实施方案中,官能化方法可以包括下列步骤:
1)将烯烃单体(例如丙烯)、催化剂、活化剂等在己烷或脂族溶剂的混合物中提供给反应器;
2)催化溶液聚合;
3)单体汽提;
4)溶剂型官能化;以及
5)分离官能化聚烯烃(例如经由添加溶剂的沉淀、温度控制和/或脱除溶剂型官能化中使用的溶剂)。这种优选方法可以通过连续搅拌釜反应器或序列(sequential)反应釜来实现。
因此,制备本发明的官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃的方 法可以包括下列步骤:
1)将烯烃单体、金属茂催化剂和活化剂在脂族溶剂中提供给反应器;
2)催化烯烃单体在反应器中的溶液聚合,形成无定形的富含间同立构的聚烯烃;
3)单体汽提,用于除去未反应的烯烃单体;
4)溶剂型官能化,包括在足以形成官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃的一定温度和持续时间下,让无定形的富含间同立构的聚烯烃与官能团在自由基引发剂的存在下在溶液聚合步骤中采用的脂族溶剂中接触;和任选地
5)通过添加溶剂如丙酮来沉淀官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃和/或脱除脂族溶剂。
希望在溶液中将丙烯型均聚物和共聚物官能化,以便最佳地控制官能化化学过程。在某些应用中,进一步希望官能化聚合物可以在溶液中输送到目标应用-例如用于TPO缓冲器的底漆。
熔体官能化涉及类似于溶液官能化的方法,只是不需要溶剂,反应在混合装置(例如挤出机或Brabender混合机)中进行,温度可以高于溶剂型方法中所用的温度。因此,生产本发明的官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃的方法可以包括下列步骤:
A、将包括无定形富含间同立构的聚烯烃、官能团和自由基引发剂的熔体提供给混合装置;以及
B、让所述熔体在所述混合装置内在足以形成官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃的一定温度和持续时间下接触。
在一个优选实施方案中,该方法可以包括下列步骤:
A、将包括无定形的富含间同立构的聚丙烯、马来酸酐和作为自由基引发剂的有机过氧化物的熔体提供给混合装置;以及
B、让该熔体在混合装置内在足以形成本发明的a-srPP-g-MA的一定温度和持续时间下接触。
在一个优选实施方案中,其中可以将纳米粘土加入到聚合物中, 制备官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃的方法可以包括下列步骤:
A、将包括无定形富含间同立构的聚烯烃、官能团和自由基引发剂的熔体提供给混合装置;
B、让所述熔体在所述混合装置内在足以形成所述官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃的一定温度和持续时间下接触,其中该无定形的富含间同立构的聚烯烃含有高于约50wt%C3-C40α-烯烃;
大约50%-低于约80%r二单元组,以聚烯烃中存在的r和m二单元组的总数为基准计;
以及具有根据ASTM E 794-85中所述的程序测定的10J/g或更低的熔化热。
优选地,该方法包括:无定形富含间同立构的聚烯烃进一步具有1wt%或更低的灰分含量,和/或该官能化无定形的富含间同立构的聚烯烃是用马来酸酐官能化的无定形的富含间同立构的聚丙烯,和/或进一步包括在所述接触步骤B之后添加有机粘土。
官能化iPP-g-aPP聚合物组分
在一个实施方案中,该官能化聚合物组分可以包括已经使用如上所述的官能化a-srPP的方法进行官能化的、全同立构聚丙烯接枝于无规立构聚丙烯的聚合物(iPP-g-aPP)。
可用于本发明的这里称之为“iPP-g-aPP”或“iPP-g-aPP聚合物”的聚合物是2003年10月15日提交的USSN 10/686,951和2003年10月15日提交的USSN10/687,508中所述的那些,这两篇专利引入本文供参考。尤其,USSN 10/686,951的第23-91页和USSN10/687,508的第22-168页提供了如何生产这里使用的iPP-g-aPP聚合物的具体说明。通常,优选的iPP-g-aPP包括采用两种或更多种催化剂(通常金属茂催化剂)制备的聚丙烯,其中一种催化剂被选择为能够生产基本上无规立构的聚丙烯(aPP),另一种金属茂催化剂被选择为能够在所使用的聚合条件下生产全同立构聚丙烯(iPP)。优选地,在所使用的聚合条件 下,aPP和iPP聚合物链的结合可以在反应器内共混物中发生,使得iPP-g-aPP聚合物中存在的一定量的无定形聚丙烯接枝于全同立构聚丙烯,这里表示为(aPP-g-iPP)和/或使得iPP-g-aPP聚合物中存在的一定量的全同立构聚丙烯接枝于无定形聚丙烯,这里表示为(iPP-g-aPP)。
官能化iPP-g-aPP聚合物组分,优选(iPP-g-aPP)-g-MA,可以具有50-1000%,优选80-200%的根据ASTM D638中所述的操作程序测定的百分比断裂伸长率,其中如上所述,该操作程序改良成使用具有大约1cm×1cm的基座和大约0.6cm×0.2cm的中心窄条的“小”哑铃和850μm/秒分离速度。在一个优选实施方案中,本发明的官能化iPP-g-aPP聚合物组分,优选(iPP-g-aPP)-g-MA,可以具有100-500%的百分比断裂伸长率。
官能化iPP-g-aPP聚合物组分,优选(iPP-g-aPP)-g-MA,可以具有0.5MPa或更高,或者0.75MPa或更高,或者1.0MPa或更高,或者1.5MPa或更高,或者2.0MPa或更高,或者2.5MPa或更高,或者3.0MPa或更高,或者3.5MPa或更高的断裂拉伸强度(通过如上所述改良为使用具有大约1cm×1cm的基座和大约0.6cm×0.2cm的中心窄条的“小”哑铃和850μm/秒分离速度的ASTM D638测定)。
官能化iPP-g-aPP聚合物组分,优选(iPP-g-aPP)-g-MA,可以具有60,000或更低的重均分子量(Mw),大约20,000或更低的数均分子量(Mn),大约110,000或更低的Z均分子量(Mz)和0.99或更低,优选0.93或更低的使用全同立构聚丙烯作为基准(例如购自ExxonMobilChemical Company的PP4612E2聚丙烯)在该聚合物的重均分子量(Mw)下测定的g’指数,所有这些值可以通过尺寸排阻色谱法,例如3DSEC(还称为如本文所述的GPC-3D)来测定。
在一个优选实施方案中,官能化iPP-g-aPP聚合物组分,优选(iPP-g-aPP)-g-MA,可以具有大约20,000-大约50,000g/mol的Mw,更优选大约30,000-大约45,000的Mw,其中Mw如本文所述测定。
在一个优选实施方案中,该官能化iPP-g-aPP聚合物组分,优选 (iPP-g-aPP)-g-MA可以具有大约7,000-大约20,000g/mol的Mn,更优选大约10,000-大约15,000的Mn,其中Mn如本文所述测定。
在一个优选实施方案中,该官能化iPP-g-aPP聚合物组分,优选(iPP-g-aPP)-g-MA可以具有大约40,000-大约100,000g/mol的Mz,更优选大约60,000-大约90,000的Mz,其中Mz如本文所述测定。
该官能化iPP-g-aPP聚合物组分,优选(iPP-g-aPP)-g-MA的分子量分布指数(MWD=(Mw/Mn))可以是大约1.5-40.0,更优选大约1.8-10,最优选大约1.8-7。
在一个优选实施方案中,当使用全同立构聚丙烯的特性粘度作为基准在该聚合物的Mw下测定,该官能化iPP-g-aPP聚合物组分,优选(iPP-g-aPP)-g-MA可以具有0.93或更低,优选0.65或更低,优选0.45-0.65的g’指数值。
在一个优选实施方案中,该官能化iPP-g-aPP聚合物组分,优选(iPP-g-aPP)-g-MA可以具有大约200℃或更低,更优选150℃或更低的用差示扫描量热法(DSC)测定的结晶温度(Tc)。
在一个优选实施方案中,该官能化iPP-g-aPP聚合物组分,优选(iPP-g-aPP)-g-MA可以具有低于大约75J/g的根据ASTM E 794-85中所述的程序测定的熔化热(Hf)。它优选高于或等于约0.5J/g,并且低于或等于约75J/g。优选低于或等于约50J/g,优选低于或等于约30J/g,其中低于或等于约25J/g是更优选的。还优选高于或等于约1J/g,优选高于或等于约5J/g,根据ASTM E794-85中所述的操作程序测定。
官能化C2-C20聚合物
在一个实施方案中,该粘合剂组合物可以包括官能化聚合物组分,其中该官能化聚合物组分包括各种C2-C20聚烯烃聚合物(“聚合物”),它们已经如本文所述官能化。适合的C2-C20官能化聚合物组分可以包括单一聚合物,或不同聚合物的共混物。这种共混物可以包括两种或更多种聚烯烃,例如聚丙烯-聚乙烯共聚物,两种或更多种聚丙烯共聚 物,其中聚合物共混物的每一种组分单独可合格作为C2-C20官能化聚合物组分。
在一个优选实施方案中,C2-C20官能化聚合物组分可以包括已经官能化的金属茂聚乙烯(mPE)和/或金属茂聚丙烯(mPP)。mPE和mPP均聚物或共聚物典型地结合使用单或双环戊二烯基过渡金属催化剂与铝氧烷和/或非配位阴离子的活化剂在溶液、淤浆、高压或气相中制备。该催化剂和活化剂可以是担载或非担载的,环戊二烯基环可以是取代或未取代的。用这种催化剂/活化剂结合物制备的几种商品可以EXCEEDTM、ACHIEVETM和EXACTTM的商品名从Baytown,Texas的ExxonMobi1 Chemical Company市购。关于用来制备这种mPE均聚物和共聚物的方法和催化剂/或活化剂的更多信息,参阅WO 94/26816;WO 94/03506;EPA 277,003;EPA 277,004;US专利No.5,153,157;US专利 No.5,198,401;US专利No.5,240,894;US专利No.5,017,714;CA 1,268,753;US专利No.5,32 4,800;EPA 129,368;US专利 No.5,264,405;EPA 520,732;WO 9200333;US专利 No.5,096,867;US专利No.5,507,475;EPA 426 637;EPA 573 403;EPA520 732;EPA 495 375;EPA 500 944;EPA 570 982;WO 91/09882;WO 94/03506和US专利No.5,055,438。
在另一个实施方案中,C2-C20官能化聚合物组分可以包括均聚丙烯,与至多50wt%的乙烯或C4-C20α-烯烃共聚的丙烯,全同立构聚丙烯,高度全同立构聚丙烯(例如具有高于约50%m-五单元组),间同立构聚丙烯,丙烯和乙烯和/或丁烯和/或己烯的共聚物,聚丁烯,乙烯-乙酸乙烯酯,低密度聚乙烯(密度0.915-低于0.935g/cm3),线性低密度聚乙烯,超低密度聚乙烯(密度0.86-小于0.90g/cm3),极低密度聚乙烯(密度0.90-低于0.915g/cm3),中密度聚乙烯(密度0.935-低于0.945g/cm3),高密度聚乙烯(密度0.945-0.98g/cm3),乙烯-乙酸乙烯酯,乙烯-丙烯酸甲酯,丙烯酸的共聚物,乙烯、丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的三元共聚物,锌、镁或钠离聚物,聚甲基丙烯酸甲酯或通过高压自由基方法可聚合的任何其它聚合物,聚氯乙烯,聚1-丁烯,全同 立构聚丁烯,ABS树脂,弹性体比如乙烯-丙烯橡胶(EPR),硫化EPR,EPDM,嵌段共聚物弹性体比如SBS,尼龙(聚酰胺),聚碳酸酯,PET(聚酯树脂),交联聚乙烯,乙烯和乙烯醇的共聚物(EVOH),芳族单体的聚合物比如聚苯乙烯,聚-1酯,通常的接枝共聚物,聚丙烯腈均聚物或共聚物,热塑性聚酰胺,聚缩醛,聚偏二氟乙烯和其它氟化弹性体,聚乙二醇以及异丁烯与对甲基苯乙烯的共聚物,聚丁二烯,聚异戊二烯,苯乙烯和丁二烯以及异戊二烯的嵌段共聚物,苯乙烯和丁二烯的氢化嵌段共聚物(SEBS),其中任何以上C2-C20聚合物已经如上所述用官能团官能化。
在一个优选实施方案中,C2-C20官能化聚合物组分可以包括丙烯、一种或多种共聚单体(例如乙烯,含有4-8个碳原子的α-烯烃和苯乙烯)和任选的一种或多种α,ω-二烯。二烯的量优选不高于约10wt%,更优选不高于约5wt%。优选的二烯包括用于硫化乙烯丙烯橡胶的那些,优选乙叉基降冰片烯,乙烯基降冰片烯,双环戊二烯和1,4-己二烯。
在一个实施方案中,C2-C20官能化聚合物组分可以包括两种或更多种聚丙烯共聚物,每一种优选具有不同的α-烯烃含量,其中一种具有7-13mol%α-烯烃,而另一种具有14-22mol%α-烯烃。优选的α-烯烃是乙烯。在又一个实施方案中,C2-C20官能化聚合物组分含有13-23mol%乙烯。两种聚合物组分的使用可以导致最终共混物的拉伸-伸长性能的有益改进。
在一个实施方案中,适用于粘合剂组合物的C2-C20官能化聚合物组分还可以包括无定形富含间同立构的C3-C40均聚物或共聚物,和/或至少部分结晶的富含间同立构的C3-C40均聚物或共聚物。至少部分结晶的聚烯烃被定义为在室温下在二甲苯或甲苯中具有至少10wt%溶解度的聚烯烃均聚物或共聚物。优选地,C2-C20官能化聚合物组分包括在室温下(25℃)在二甲苯中具有15wt%,优选20wt%,优选25wt%,优选30wt%,优选35wt%,优选40wt%,优选45wt%,优选50wt%,优选55wt%,优选60wt%,优选65wt%,优选70wt%,优选75wt%, 优选80wt%,优选85wt%,优选90wt%,优选95wt%溶解度的富含间同立构的聚烯烃。还更优选的是,C2-C20官能化聚合物组分包括用官能团官能化的至少部分结晶的富含间同立构的聚丙烯(srPP)。
该至少部分结晶的富含间同立构的聚丙烯(srPP)在本文可以被定义为包括至少大约80%[r]二单元组。优选至少大约85%[r]二单元组,更优选至少大约90%[r]二单元组,还更优选至少大约95%[r]二单元组,进一步更优选至少大约99%[r]二单元组。参见2004年10月28日提交的记录号2004B132的US申请,该申请引入本文供参考。
非官能化增塑剂
本发明的组合物包括至少一种非官能化增塑剂(“NFP”)。可用作非官能化增塑剂的本文所述的材料类型可以单独使用,或者与本文所述的其它NFP混合以获得所需的性能。可用于本发明的任何NFP还可以用本文所述的许多参数或任何参数组合来描述。
除非另有规定:
百分率表示重量百分率(wt%),以所述材料或组分的总量为基准计;
运动粘度(KV),还简称为粘度,表示为厘沲(cSt),在根据ASTMD445规定的温度下测定;
玻璃化转变温度(Tg)根据ASTM E1356测定;
馏程根据ASTM D86测定;
初始沸点和最终沸点各自根据ASTM D86测定;
倾点根据ASTM D97测定;
比重根据ASTM D4052,15.6℃测定;
重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)和Z均分子量(Mz)各自采用凝胶渗透色谱法(GPC)测定;
分子量分布(MWD)被定义为重均分子量除以数均分子量(Mw/Mn);
闪点根据ASTM D56测定;
介电常数在1kHz,20℃下测定。
密度根据ASTM 4052,15.6℃测定;以及
粘度指数根据ASTM D-2270测定。
关于没有描述试验方法的任何其它性能,请参考WO 2004/014998。
物理性能和工艺条件的上限与下限可以包括本文中对于特定组分、化合物、组成和/或方法以任意组合列举的那些界限的任意组合。
非官能化增塑剂在本发明的粘合剂组合物中的存在量可以是大约0.1wt%或更高-低于约99wt%。优选地,非官能化增塑剂在本发明的粘合剂组合物中的存在量高于或等于约1wt%,优选2wt%,优选3wt%,优选4wt%,优选5wt%,优选10wt%,优选20wt%,优选30wt%,优选40wt%,优选50wt%,优选60wt%,优选70wt%,优选80wt%,取决于所选择的添加剂或添加剂的结合物以及所需的最终粘合剂组合物的性能。
优选地,NFP是没有明显的0℃以上的熔点和25℃下的运动粘度为30,000cSt或更低的液体。
在一个实施方案中,本发明的NFP是含有碳和氢的化合物,并且不包含明显量的选自氢氧根、芳基和取代芳基、卤素、烷氧基、羧酸根、酯、碳不饱和度、丙烯酸酯、氧、氮和羧基中的官能团。在又一个实施方案中,NFP中基本上不存在芳族结构部分(包括其分子具有苯、萘、菲、蒽等的环结构特性的任何化合物)。所谓“明显量”是指,这些基团和含有这些基团的化合物不故意加入到NFP中,即使存在的话,其量在一个实施方案中也低于NFP的5wt%,更优选低于NFP重量的4wt%,更优选低于3wt%,更优选低于2wt%,更优选低于1wt%,更优选低于0.7wt%,更优选低于0.5wt%,更优选低于0.3wt%,更优选低于0.1wt%,更优选低于0.05wt%,更优选低于0.01wt%,更优选低于0.001wt%。所谓“基本上不存在”是指这些化合物不故意加入到组合物中,即使存在的话,其量也低于0.5wt%。
在另一个实施方案中,本发明的NFP是不含明显量的烯属不饱和度的烃。所谓“明显量的烯属不饱和度”是指烯属键中涉及的碳占总碳数的10%以下,优选9%以下,更优选8%以下,更优选7%以下, 更优选6%以下,更优选5%以下,更优选4%以下,更优选3%以下,更优选2%以下,更优选1%以下,更优选0.7%以下,更优选0.5%以下,更优选0.3%以下,更优选0.1%以下,更优选0.05%以下,更优选0.01%以下,更优选0.001%以下。在一些实施方案中,烯属键中涉及的NFP的碳的百分率是NFP中总碳原子数的0.001-10%,优选0.01-7%,优选0.1-5%,更优选1%以下。
在另一个实施方案中,NFP包括C6-C200链烷烃(优选C8-C100链烷烃),其中NFP具有a)0.85或更低的比重和b)-20℃或更低的倾点。在另一个实施方案中,NFP基本上由C6-C200链烷烃组成(优选地,NFP基本上由C8-C100链烷烃组成),其中NFP具有a)0.85或更低的比重和b)-20℃或更低的倾点。
在本发明的某些实施方案中,具有a)0.85或更低的比重和b)-20℃或更低的倾点的NFP具有一个或多个下列性能:
1、上限温度和下限温度差为40℃或更低,优选30℃或更低,优选20℃或更低,优选10℃或更低,优选6-40℃的通过ASTM D86测定的馏程;和/或
2、115-500℃,优选200-450℃,优选250-400℃的通过ASTM D86测定的最终沸点;和/或
3、2,000-100g/mol,优选1,500-150g/mol,更优选1,000-200g/mol的数均分子量(Mn);和/或
4、低于3.0,优选低于2.8,优选低于2.5,优选低于2.3,优选低于2.1的20℃下的介电常数;和/或
5、在25℃下0.5-20cSt的粘度(ASTM 445,25℃);和/或
6、低于0℃,优选低于-10℃,更优选低于-20℃,更优选低于-30℃,更优选低于-50℃的通过ASTM E1356测定的玻璃化转变温度(Tg),或最优选Tg不能通过ASTM E1356测定。
在其它实施方案中,具有a)0.85或更低的比重和b)-20℃或更低的倾点的NFP优选含有至少50wt%,优选至少60wt%,优选至少70wt%,优选至少80wt%,优选至少90wt%,优选至少95wt%,优 选100wt%的C6-C150异链烷烃,优选C6-C100异链烷烃,优选C6-C25异链烷烃,更优选C8-C20异链烷烃。优选地,这些异链烷烃的密度(ASTM4052,15.6/15.6℃)为0.70-0.83g/cm3;倾点为-40℃或更低,优选-50℃或更低;粘度(ASTM 445,25℃)为0.5-20cSt(25℃);以及数均分子量为100-300g/mol。适合的异链烷烃例如在US 6197285,3818105和3439088中有描述,并且可以ISOPARTM的商品名(ExxonMobilChemical)的商品名从市场上买到,它们的一些在下表中总结:
TSOPAR系列异链烷烃
其它适合的异链烷烃还可以商品名SHELLSOLTM(RoyalDutch/Shell),SOLTROLTM(Chevron Phillips)和SASOLTM(SasolLimited)的商品名市购。
在另一个实施方案中,异链烷烃是在分子中具有6-50个碳原子或10-24个碳原子的支化和正链烷烃的混合物。异链烷烃组合物具有在一个实施方案中为0.5∶1-9∶1,在另一个实施方案中为1∶1-4∶1的支化链烷烃与正链烷烃的比率(支化链烷烃:正链烷烃)。在该实施方案中,该混合物的异链烷烃含有高于50wt%(基于异链烷烃组合物的总重量)的单-甲基类物质,例如2-甲基,3-甲基,4-甲基,5-甲基等,其中最低限度地形成了具有碳数高于1的取代基的分支,例如乙基,丙基,丁基等,以混合物中的异链烷烃的总重量为基准计。在一个实施方案中,该混合物的异链烷烃含有高于70wt%的单-甲基类物质,以混合物中的异链烷烃的总重量为基准计。该异链烷烃混合物在一个实施方案中在100-350℃的范围内,而在另一个实施方案中在110-320 ℃的范围内沸腾。在不同等级的制备中,一般将链烷烃混合物分馏为具有窄沸程,例如35℃沸程的馏分。这些支化链烷烃/正链烷烃共混物例如在US 5,906,727中有描述。
在另一个实施方案中,本发明的NFP包括C25-C1500链烷烃或在另一个实施方案中包括C30-C500链烷烃,并且具有200℃或更高的闪点和-10℃或更低的倾点和120或更高的粘度指数。或者,NFP包括C25-C1500链烷烃,优选C30-C500链烷烃,并且具有200℃或更高的闪点和-20℃或更低的倾点。或者,NFP包括C25-C1500链烷烃,优选C30-C500链烷烃,并且具有200℃或更高的闪点和在100℃下35cSt或更高的运动粘度。在另一个实施方案中,NFP基本上由C35-C300链烷烃组成,优选地,NFP基本上由C40-C250链烷烃组成,并且具有200℃或更高的闪点和-10℃或更低的倾点和120或更高的粘度指数。或者,NFP基本上由C35-C300链烷烃,优选C40-C250链烷烃组成,并且具有200℃或更高的闪点和-20℃或更低的倾点。或者NFP基本上由C35-C300链烷烃,优选C40-C250链烷烃组成,并且具有200℃或更高的闪点和在100℃下35cSt或更高的运动粘度。或者,NFP具有200℃或更高的闪点和-20℃或更低的倾点。或者,NFP具有200℃或更高的闪点和在100℃下35cSt或更高的运动粘度。
在另一个实施方案中,NFP包括C5-C20烯烃的聚α-烯烃(PAO)低聚物,在另一个实施方案中C6-C18烯烃的低聚物,在又一个实施方案中C6-C14烯烃的低聚物。在一个优选实施方案中,NFP包括C8-C12 1-烯烃的低聚物。在一个更优选的实施方案中,NFP包括线性C8-C121-烯烃的低聚物,最优选的是线性C101-烯烃的低聚物。在一个优选实施方案中,NFP包括C8、C10和C121-烯烃的低聚物,优选1-辛烯、1-癸烯和1-十二碳烯的低聚物。
在另一个实施方案中,NFP包括具有5-18个碳原子,更优选6-12个碳原子,最优选10个碳原子的线性烯烃的聚α-烯烃(PAO)低聚物,其中单种PAO或PAO的结合物具有3cSt或更高,优选6cSt或更高,优选8cSt或更高,优选10cSt或更高的100℃下的运动粘度(KV)(通过ASTM D445测定);并且优选具有100或更高,优选110或更高,更 优选120或更高,更优选130或更高,更优选140或更高,更优选150或更高的粘度指数(VI)(通过ASTM D2270测定);并且优选具有-10℃或更低,更优选-20℃或更低,更优选-30℃或更低的倾点(通过ASTMD97测定)。
在另一个实施方案中,NFP包括C20-C1500(优选C35-C400,更优选C40-C250)聚α-烯烃低聚物。PAO低聚物优选是在一个实施方案中C5-C14α-烯烃,在另一个实施方案中C6-C14α-烯烃,在另一个实施方案中C8-C12α-烯烃,在另一个实施方案中C10α-烯烃的二聚体、三聚体、四聚体、五聚体等。适合的烯烃包括1-戊烯,1-己烯,1-庚烯,1-辛烯,1-壬烯,1-癸烯,1-十一碳烯和1-十二碳烯和它们的共混物。在一个实施方案中,烯烃是1-癸烯,NFP是1-癸烯的二聚体、三聚体、四聚体和五聚体(和更高聚体)的混合物。在另一个实施方案中,PAO由1-辛烯、1-癸烯和1-十二碳烯的低聚物或聚合物构成。优选的PAO例如在US5,171,908、US 5,783,531以及SYNTHETIC LUBRICANNTS ANDHIGH-PERFORMANCE FUNCTIONAL FLUIDS 1-52(Leslie R.Rudnick &Ronald L.Shubkin,ed.Marcel Dekker,Inc.1999)中更具体地进行了描述。可用于本发明的PAO低聚物或聚合物可以用任何立构规整度来表征,包括全同立构规整度或间同立构规整度,并且可以是无规立构的。在另一个实施方案中,聚α-烯烃具有通过13C NMR测定的超过50%,优选超过60%的内消旋二单元组。在另一个实施方案中,聚α-烯烃具有通过13C-NMR测定的超过50%,优选超过60%的外消旋二单元组。
可用于本发明的PAO通常具有在一个实施方案中为300-21,000g/mol,在另一个实施方案中为400-20,000g/mol,在另一个实施方案中为500-10,000g/mol,在另一个实施方案中为500-5,000g/mol,在另一个实施方案中为600-3,000g/mol,在又一个实施方案中500-1,500g/mol的数均分子量。优选的PAO具有在一个实施方案中为3-3000cSt,在另一个实施方案中为4-3000cSt,在另一个实施方案中为6-300cSt,在另一个实施方案中为8-100cSt,在另一个 实施方案中为10cSt或更高的100℃下的运动粘度;并且具有在一个实施方案中低于-10℃,在另一个实施方案中低于-20℃,在另一个实施方案中低于-25℃,在另一个实施方案中低于-30℃,在另一个实施方案中低于-35℃,在又一个实施方案中低于-40℃的倾点。理想的PAO可以作为SpectraSynTM和SpectraSyn UltraTM市购(ExxonMobilChemical,以前以SHF和SuperSynTM的商品名销售),它们的一些在下表中总结。
SpectraSynTM系列聚α-烯烃
其它有用的PAO包括以SynfluidTM的商品名由ChevronPhillipsChemical Company(德克萨斯州Pasedena)出售的、以DurasynTM的商品名由BP Amoco Chemicals(英国伦敦)出售的、以NexbaseTM的商品名由Fortum Corporation(芬兰Keilaniemi)出售的和以SyntonTM的商品名由Crompton Corporation(康涅狄格州Middlebury)出售的那些。
在其它实施方案中,PAO具有3cSt或更高,优选6cSt或更高,优选8cSt或更高,优选10cSt或更高,优选20cSt或更高,优选300cSt或更低,优选100cSt或更低的100℃下的运动粘度。在另一个实施方案中,PAO具有3-1000cSt,优选6-300cSt,优选8-100cSt,优选8-40cSt的100℃下的运动粘度。
在其它实施方案中,PAO具有100或更高,优选110或更高,优选120或更高,优选130或更高,优选140或更高,优选150或更高, 优选170或更高,优选200或更高,优选250或更高的粘度指数。
在其它实施方案中,PAO具有-10℃或更低,优选-20℃或更低,优选-25℃或更低,优选-30℃或更低,优选-35℃或更低,优选-40℃或更低,优选-50℃或更低的倾点。
在其它实施方案中,PAO具有200℃或更高,优选210℃或更高,优选220℃或更高,优选230℃或更高,优选240-290℃的闪点。
尤其优选在这里使用的PAO是具有a)200℃或更高(优选210℃或更高,优选220℃或更高,优选230℃或更高)的闪点;和b)低于-20℃(优选低于-25℃,优选低于-30℃,优选低于-35℃,优选低于-40℃)的倾点或35cSt或更高(优选40cSt或更高,优选50cSt或更高,优选60cSt或更高)的100℃下运动粘度的那些。
在另一个优选的实施方案中,NFP(优选PAO)具有35cSt或更高,优选40cSt或更高,优选50cSt或更高,优选60cSt或更高的100℃下的运动粘度和200℃或更高,优选220℃或更高,优选230℃或更高,优选250℃或更高的闪点。
在另一个优选的实施方案中,NFP(优选PAO)具有低于-20℃,优选低于-25℃,优选低于-30℃,优选低于-40℃的倾点和200℃或更高,优选220℃或更高,优选230℃或更高,优选250℃或更高的闪点。
在另一个实施方案中,NFP是具有大约0.5∶1到9∶1,优选大约1∶1到4∶1的支化链烷烃:正链烷烃比率的高纯度烃类流体。该混合物的支化链烷烃含有高于50wt%(以支化链烷烃的总重量为基准计)的单甲基类物质,例如2-甲基,3-甲基,4-甲基,5-甲基等,其中最低限度地形成了具有碳数高于1的取代基的分支,例如乙基,丙基,丁基等;优选地,70wt%以上的支化链烷烃是单甲基类物质。该链烷烃混合物具有280-7000g/mol,优选420-5600g/mol,优选560-2800g/mol,优选350-2100g/mol,优选420-1400g/mol,更优选280-980g/mol的数均分子量;3-500cSt,优选6-200cSt,优选8-100cSt,更优选6-25cSt,更优选3-25cSt,更优选3-15cSt的100℃下运动粘度;以及100-350℃,优选110-320℃,优选150-300℃的 沸程。在一个优选实施方案中,该链烷烃混合物由费-托方法获得。这些支化链烷烃/正链烷烃共混物例如在US 5,906,727中有描述。
在另一个实施方案中,NFP包括具有下列性能的链烷烃:
1、300-10,000g/mol,优选400-5,000g/mol,优选500-2,500g/mol,优选300-1,200g/mol的数均分子量;
2、低于10%,优选低于8%,优选低于5%,优选低于3%,优选低于2%,优选低于1%,优选低于0.5%,优选低于0.1%的碳数≥4的侧链;
3、至少15%,优选20%或更高,优选25%或更高,优选30%或更高,优选35%或更高,优选40%或更高,优选45%或更高,优选50%或更高的1或2个碳的侧链;
4、低于2.5wt%,优选低于2wt%,优选低于1wt%,优选低于0.5wt%,优选低于0.1wt%,优选0.001wt%的环烷烃(以混合物中链烷烃的总重量为基准计);
5、3cSt或更高,优选6cSt或更高,优选8cSt或更高,优选3-25cSt的100℃下的运动粘度;以及
6、110或更高,优选120或更高,优选130或更高,优选140或更高,优选150或更高,优选180或更高,优选200或更高,优选250或更高,优选300或更高的粘度指数(VI);
7、-10℃或更低,优选-20℃或更低的倾点;以及
8、200℃或更高,优选210℃或更高,优选220℃或更高的闪点。
在另一个实施方案中,NFP包括蜡异构化物润滑油基础原料,其包括加氢异构化蜡状原料(例如蜡状原料,如瓦斯油,疏松石蜡,燃料加氢裂化器底部级分等),加氢异构化费-托烃和蜡,天然气制合成油(GTL,gas-to-liquid)基础原料和基础油以及其它蜡状原料衍生的加氢异构化基础原料和基础油或它们的混合物。费-托蜡,费-托合成的高沸点残留物,是具有极低硫含量的高度链烷属烃,在制备润滑粘度的烃类流体的方法中常常是优选的原料。
用于生产这种这种基础原料的加氢处理可以使用无定形加氢裂化 /加氢异构化催化剂,例如专业润滑油加氢裂化催化剂之一或结晶加氢裂化/加氢异构化催化剂,优选沸石催化剂。例如,一种有用的催化剂是如US专利5,075,269中所述的ZSM-48。制备加氢裂化/加氢异构化馏出物和加氢裂化/加氢异构化蜡的方法例如在US专利Nos.2,817,693;4,975,177;4,921,594和4,897,178以及英国专利Nos.1,429,494;1,350,257;1,440,230和1,390,359有描述。特别有利的方法在欧洲专利申请Nos.464546和464547有描述。使用费-托蜡原料的方法在US 4,594,172和4,943,672中有描述。
可有利地用于本发明的天然气制合成油(GTL)基础原料和基础油、费-托烃衍生的基础原料和基础油以及其它蜡状原料衍生的基础原料和基础油(或蜡异构化物)具有大约3cSt-大约500cSt,优选大约6cSt-大约200cSt,优选大约8cSt-大约100cSt,更优选大约3cSt-大约25cSt的在100℃下的运动粘度。这些天然气制合成油(GTL)基础原料和基础油、费-托烃衍生的基础原料和基础油以及其它蜡状原料衍生的基础原料和基础油(或蜡异构化物)具有低倾点(优选低于-10℃,优选大约-15℃或更低,优选大约-25℃或更低,优选-30℃到大约-40℃或更低);具有高粘度指数(优选110或更高,优选120或更高,优选130或更高,优选150或更高);并且具有高纯度(高饱和物含量,优选90wt%或更高,优选95wt%或更高,优选99wt%或更高),低到零的硫含量(优选0.03wt%或更低),低到零的氮含量(优选0.05wt%或更低),低到零的芳族化合物含量(优选0.05wt%或更低),低溴值(优选1或更低),低碘值(优选1或更低)以及高苯胺点(优选120℃或更高)。有用的天然气制合成油(GTL)基础原料和基础油、费-托烃衍生的基础原料和基础油以及蜡异构化物加氢异构化基础原料和基础油的组成例如在US专利Nos.6,080,301,6,090,989和6,165,949中有叙述,这些专利由此全文引入本文供参考。
在一个优选实施方案中,本发明的NFP包括具有3-500cSt,优选6-200cSt,优选8-100cSt,更优选3-25cSt的100℃下的运动粘度;和/或300-10,000g/mol,优选400-5,000g/mol,优选500-2,500g/mol, 更优选300-1,200g/mol的数均分子量(Mn)的GTL衍生的基础原料或基础油。
在另一个实施方案中,NFP包括III组烃油(还称为润滑剂基础原料),它是特殊类型的严格加氢处理的矿物油。优选地,NFP具有90%或更高,优选92%或更高,优选94%或更高,优选95%或更高的饱和物含量;低于0.03%,优选0.001-0.01%的硫含量以及120或更高,优选130或更高的VI。优选地,III组烃油具有3-100cSt,优选4-100cSt,优选6-50cSt,优选8-20cSt的100℃下的运动粘度;和/或300-5,000g/mol,优选400-2,000g/mol,更优选500-1,000g/mol的数均分子量。优选地,III组烃油具有-10℃或更低的倾点和200℃或更高的闪点。
在一些实施方案中,NFP包括低分子量的C4烯烃(包括正丁烯,2-丁烯,异丁烯和丁二烯以及它们的混合物)。当低聚物包括异丁烯和/或1-丁烯和/或2-丁烯时,这种材料被称为“聚丁烯类”液体。它通常用作聚烯烃的添加剂;例如用于提供粘性或用作加工助剂。C4烯烃异构体的比率可以通过生产商和等级来改变,该材料在合成后可以氢化或不氢化。在某些情况下,聚丁烯类液体是C4残液料流的聚合物。在其它情况下,它基本上由聚异丁烯或聚(正丁烯)低聚物组成。典型地,聚丁烯类液体具有低于15,000g/mol,通常低于5,000g/mol或甚至低于1,000g/mol的数均分子量。它们例如在SYNTHETIC LUBRICANTSAND HIGH-PERFORMANCE FUNCTIONAL FLUIDS 357-392(Leslie R.Rudnick & Ronald L.Shubkin,ed.Marcel Dekker,1999)中有描述。聚丁烯的商业来源包括BP(Indopol等级)和Infineum(C系列等级)。当C4烯烃仅仅是异丁烯时,该材料被称为“聚异丁烯”或PIB。PIB的商业来源包括Texas Petrochemical(TPC增强的PIB等级)。当C4 烯烃仅仅是1-丁烯时,该材料被称为“聚正丁烯”或PNB。下表中总结了由C4烯烃制备的一些液体的性能。要注意,闪点200℃或更高的等级也具有高于-10℃的倾点和/或低于120的VI。优选地,NFP不是聚丁烯类液体。
C4烯烃低聚物的商品实例
*根据100℃和38℃下的运动粘度估计。
在另一个实施方案中,当存在NFP时,在该组合物中可以存在C4 烯烃(一种或多种)的低聚物或聚合物(包括所有异构体,例如正丁烯,2-丁烯,异丁烯,丁二烯以及它们的混合物)。在一个优选实施方案中,该组合物包括低于50wt%(优选低于40wt%,优选低于30wt%,优选低于20wt%,更优选低于10wt%,更优选低于5wt%,更优选低于1wt%,优选0wt%)的C4烯烃(一种或多种)的聚合物或低聚物,例如PIB,聚丁烯或PNB,以该组合物的重量为基准计。
在一个优选实施方案中,NFP含有低于90wt%的C4烯烃(一种或多种),优选异丁烯,以NFP的重量为基准计。优选地,NFP含有低于80wt%,优选低于70wt%,优选低于60wt%,优选低于50wt%,优选低于40wt%,优选低于30wt%,优选低于20wt%,优选低于10wt%,优选5wt%,优选低于2wt%,优选低于1wt%,优选0wt%的C4烯烃(一种或多种),优选异丁烯,以NFP的重量为基准计。
在另一个实施方案中,本文所述的任何NFP具有在一个实施方案中低于-10℃,在另一个实施方案中低于-20℃,在又一个实施方案中低于-25℃,在又一个实施方案中低于-30℃,在又一个实施方案中低于-35℃,在又一个实施方案中低于-40℃,在又一个实施方案中低于-45℃,在又一个实施方案中低于-50℃,在又一个实施方案中低于-60℃,以及在又一个实施方案中高于-120℃的倾点(ASTM D97),其中合 乎需要的范围可以包括这里所述的任何倾点上限与任何倾点下限的组合。
在另一个实施方案中,本文所述的任何NFP具有100或更高,优选105或更高,更优选110或更高,更优选115或更高,更优选120或更高,更优选125或更高,更优选130或更高,更优选150或更高的粘度指数(VI,ASTM D2270)。在另一个实施方案中,NFP具有100-300,优选120-180的VI。
在另一个实施方案中,本文所述的任何NFP具有3-3000cSt,和在另一个实施方案中6-300cSt,和在另一个实施方案中6-200cSt,和在另一个实施方案中8-100cSt,和在另一个实施方案中4-50cSt,和在另一个实施方案中低于50cSt,和在另一个实施方案中低于25cSt的100℃运动粘度(KV100,ASTM D445),其中合乎需要的范围可以包括这里所述的任何粘度上限与任何粘度下限的组合。根据其它实施方案,NFP具有低于2cSt的100℃运动粘度。
在另一个实施方案中,本文所述的任何NFP具有200℃或更高,优选210或更高,优选220℃或更高,优选230℃或更高,优选240℃或更高,优选245℃或更高,优选250℃或更高,优选260℃或更高,优选270℃或更高,优选280℃或更高的闪点(ASTM D92)。在另一个实施方案中,NFP具有200-300℃,优选220-280℃的闪点。根据其它实施方案,NFP具有100-200℃的闪点。
根据另一个实施方案,本文所述的任何NFP具有在一个实施方案中低于3.0,在另一个实施方案中低于2.8,在另一个实施方案中低于2.5,在又一个实施方案中低于2.3,在又一个实施方案中低于2.1的在20℃下测定的介电常数。聚乙烯本身具有至少2.3的介电常数(1kHz,23℃),根据CRC HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS(David R.Lide,ed.82d ed.CRC Press 2001)。
根据另一个实施方案,本文所述的任何NFP具有在一个实施方案中低于0.86,在另一个实施方案中低于0.85,在另一个实施方案中低于0.84,在另一个实施方案中低于0.83,在另一个实施方案中为 0.80-0.86,在另一个实施方案中为0.81-0.85,在另一个实施方案中为0.82-0.84的比重(ASTM D4052,15.6/15.6℃),其中合乎需要的范围可以包括这里所述的任何比重上限与任何比重下限的组合。
根据其它实施方案,本文所述的任何NFP可以具有在一个实施方案中为300-600℃,在另一个实施方案中为350-500℃以及在又一个实施方案中高于400℃的初始沸点(ASTM D1160)。
根据其它实施方案,本文所述的任何NFP可以具有低色度,例如通常确定为“水白色”,“上等白色”,“标准白”或“清亮”,根据ASTM D1209测定的结果,优选APHA色标为100或更低,优选80或更低,优选60或更低,优选40或更低,优选20或更低。
根据一个实施方案,本文所述的任何NFP优选具有21,000g/mol或更低,优选20,000g/mol或更低,优选19,000g/mol或更低,优选18,000g/mol或更低,优选16,000g/mol或更低,优选15,000g/mol或更低,优选13,000g/mol或更低的数均分子量(Mn)。根据另一个实施方案,本文所述的任何NFP具有10,000g/mol或更低的Mn;根据又一个实施方案,Mn为5,000g/mol或更低;根据又一个实施方案,Mn为3,000g/mol或更低;根据又一个实施方案,Mn为2,000g/mol或更低;根据又一个实施方案,Mn为1500g/mol或更低;根据又一个实施方案,Mn为1,000g/mol或更低;根据又一个实施方案,Mn为900g/mol或更低;根据又一个实施方案,Mn为800g/mol或更低;根据又一个实施方案,Mn为700g/mol或更低;根据又一个实施方案,Mn为600g/mol或更低;根据又一个实施方案,Mn为500g/mol或更低。优选的最低Mn是至少200g/mol,优选至少300g/mol。此外,合乎需要的分子量范围可以是上述任何分子量上限与任何分子量下限的任意组合。Mn根据以下试验方法部分的流体性能项下所规定的方法测定。
任何NFP还可以用这里所述的许多参数或参数的任意结合来描述。
根据一个优选实施方案,本文所述的任何NFP具有200℃或更高(优选210℃或更高)的闪点和-20℃或更低(优选-25℃或更低,更优选-30℃或更低,更优选-35℃或更低,更优选-45℃或更低,更优选-50 ℃或更低)的倾点。
根据另一个优选实施方案,NFP具有220℃或更高(优选230℃或更高)的闪点和-10℃或更低(优选-25℃或更低,更优选-30℃或更低,更优选-35℃或更低,更优选-45℃或更低,更优选-50℃或更低)的倾点。
根据另一个优选实施方案,NFP具有35cSt或更高(优选40cSt或更高,优选50cSt或更高,优选60cSt或更高)的100℃运动粘度,0.87或更低(优选0.865或更低,优选0.86或更低,优选0.855或更低)的比重(15.6/15.6℃)和200℃或更高(优选230℃或更高)的闪点。
根据另一个优选实施方案,NFP具有a)200℃或更高的闪点,b)0.86或更低的比重,以及C1)-10℃或更低的倾点和120或更高的粘度指数,或C2)-20℃或更低的倾点,或C3)35cSt或更高的100℃运动粘度。
根据另一个优选实施方案,NFP具有0.85或更低(优选0.80-0.85)的比重(15.6/15.6℃)和3cSt或更高(优选4cSt或更高,优选5cSt或更高,优选8cSt或更高,优选10cSt或更高,优选15cSt或更高,优选20cSt或更高)的100℃运动粘度和/或至少280g/mol的数均分子量(Mn)。
根据另一个优选实施方案,NFP具有0.86或更低(优选0.81-0.855,优选0.82-0.85)的比重(15.6/15.6℃)和5cSt或更高(优选6cSt或更高,优选8cSt或更高,优选10cSt或更高,优选12cSt或更高,优选15cSt或更高,优选20cSt或更高)的100℃运动粘度和/或至少420g/mol的数均分子量(Mn)。
根据另一个优选实施方案,NFP具有0.87或更低(优选0.82-0.87)的比重(15.6/15.6℃)和10cSt或更高(优选12cSt或更高,优选14cSt或更高,优选16cSt或更高,优选20cSt或更高,优选30cSt或更高,优选40cSt或更高)的100℃运动粘度和/或至少700g/mol的数均分子量(Mn)。
根据另一个优选实施方案,NFP具有0.88或更低(优选0.87或更 低,优选0.82-0.87)的比重(15.6/15.6℃)和15cSt或更高(优选20cSt或更高,优选25cSt或更高,优选30cSt或更高,优选40cSt或更高)的100℃运动粘度和/或至少840g/mol的数均分子量(Mn)。
根据另一个优选实施方案,NFP具有3-3000cSt,优选6-300cSt,更优选8-100cSt的100℃运动粘度和300-21,000g/mol,优选500-5,000g/mol,更优选600-3,000g/mol的数均分子量(Mn)。
根据另一个优选实施方案,NFP具有3-500cSt,优选6-200cSt,更优选8-100cSt,更优选3-25cSt的100℃运动粘度和300-10,000g/mol,优选400-5,000g/mol,更优选500-2,500g/mol,更优选300-1,200g/mol的数均分子量(Mn)。
根据另一个优选实施方案,NFP具有3-100cSt,优选4-50cSt,更优选6-25cSt,更优选3-15cSt的100℃运动粘度和300-3,000g/mol,优选350-2,000g/mol,更优选400-1,000g/mol,更优选300-800g/mol的数均分子量(Mn)。
根据另一个优选实施方案,NFP具有-25℃或更低,优选-30到-90℃的倾点和20-5000cSt的40℃运动粘度。根据另一个优选实施方案,NFP具有-25℃或更低的倾点和400g/mol或更高的Mn。大多数矿物油(通常含有官能团)在相同的粘度和分子量范围内具有10℃到-25℃的倾点。
根据另一个优选实施方案,NFP具有3cSt或更高,优选6cSt或更高,优选8cSt或更高的100℃运动粘度以及一种或多种的下列性能:
1、-10℃或更低,优选-20℃或更低,优选-30℃或更低,优选-40℃或更低的倾点;和/或
2、120或更高的粘度指数;和/或
3、低色度,例如通常确定为“水白色”,“上等白色”,“标准白”或“清亮”,根据ASTM D1209测定的结果,优选APHA色标为100或更低,优选80或更低,优选60或更低,优选40或更低,优选20或更低,优选15或更低;和/或
4、200℃或更高,优选220℃或更高,优选240℃或更高的闪点; 和/或
5、低于0.86的比重(15.6℃)。
大多数矿物油在相同粘度范围具有高于-20℃的倾点或高于20的APHA色标或0.86或更高的比重(15.6℃)。
在另一个优选实施方案中,NFP具有120或更高的粘度指数和一种或多种下列性能:
1、-10℃或更低,优选-20℃或更低,优选-30℃或更低,优选-40℃或更低的倾点;和/或
2、3cSt或更高,优选6cSt或更高,优选8cSt或更高,优选10cSt或更高的100℃运动粘度;和/或
3、低色度,例如通常确定为“水白色”,“上等白色”,“标准白”或“清亮”,根据ASTM D1209测定的结果,优选APHA色标为100或更低,优选80或更低,优选60或更低,优选40或更低,优选20或更低,优选15或更低;和/或
4、200℃或更高,优选220℃或更高,优选240℃或更高的闪点;和/或
5、低于0.86的比重(15.6℃)。
大多数矿物油具有低于120的粘度指数。
在另一个优选实施方案中,NFP具有-20℃或更低,优选-30℃或更低的倾点和一种或多种下列性能:
1、3cSt或更高,优选6cSt或更高,优选8cSt或更高,优选10cSt或更高的100℃运动粘度;和/或
2、120或更高,优选130或更高的粘度指数;和/或
3、低色度,例如通常确定为“水白色”,“上等白色”,“标准白”或“清亮”,根据ASTM D1209测定的结果,优选APHA色标为100或更低,优选80或更低,优选60或更低,优选40或更低,优选20或更低,优选15或更低;和/或
4、200℃或更高,优选220℃或更高,优选240℃或更高的闪点;和/或
5、低于0.86的比重(15.6℃)。
当它们的倾点低于-20℃时,大多数矿物油具有低于6cSt的100℃运动粘度,或高于20的APHA色值,或低于200℃的闪点。
在另一个优选实施方案中,NFP的玻璃化转变温度(Tg)不能通过ASTM E1356测定,或者如果能够测定的话,那么根据ASTM E1356的Tg低于0℃,优选低于-10℃,更优选低于-20℃,更优选低于-30℃,更优选低于-40℃,并且优选还具有一种或多种下列的性能:
1、高于300℃,优选高于350℃,优选高于400℃的通过ASTM D1160测定的初始沸点;和/或
2、-10℃或更低,优选-15℃或更低,优选-25℃或更低,优选-35℃或更低,优选-45℃或更低的倾点;和/或
3、低于0.88,优选低于0.86,优选低于0.84,优选0.80-0.88,优选0.82-0.86的比重(ASTM D4052,15.6/15.6℃);和/或
4、300-800℃,优选400-700℃,优选高于500℃的通过ASTM D1160测定的最终沸点;和/或
5、30,000-400g/mol,优选15,000-500g/mol,更优选5,000-600g/mol的重均分子量(Mw);和/或
6、10,000-400g/mol,优选5,000-500g/mol,更优选2,000-600g/mol的数均分子量(Mn);和/或
7、200℃或更高的通过ASTM D92测定的闪点;和/或
8、低于3.0,优选低于2.8,优选低于2.5,优选低于2.3,优选低于2.2的在20℃下的介电常数。
添加剂
本发明的粘合剂组合物还可以包括一种或多种添加剂。本文所使用的添加剂可以是促进、改进、改性或阻碍粘合剂组合物的物理性能,或者有利于本发明粘合剂组合物的用途的任何材料或材料结合物。
添加剂可以包括均聚丙烯,与至多50wt%的乙烯或C4-C20α-烯烃共聚的丙烯,全同立构聚丙烯,高度全同立构聚丙烯(例如具有高于约 50%m-五单元组),间同立构聚丙烯,丙烯和乙烯和/或丁烯和/或己烯的共聚物,聚丁烯,乙烯-乙酸乙烯酯,低密度聚乙烯(密度0.915-低于0.935g/cm3),线性低密度聚乙烯,超低密度聚乙烯(密度0.86-小于0.90g/cm3),极低密度聚乙烯(密度0.90-低于0.915g/cm3),中密度聚乙烯(密度0.935-低于0.945g/cm3),高密度聚乙烯(密度0.945-0.98g/cm3),乙烯-乙酸乙烯酯,乙烯-丙烯酸甲酯,丙烯酸的共聚物,乙烯、丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的三元共聚物,锌、镁或钠离聚物,聚甲基丙烯酸甲酯或通过高压自由基方法可聚合的任何其它聚合物,聚氯乙烯,聚1-丁烯,全同立构聚丁烯,ABS树脂,弹性体比如乙烯-丙烯橡胶(EPR),硫化EPR,EPDM,嵌段共聚物弹性体比如SBS,尼龙(聚酰胺),聚碳酸酯,PET(聚酯树脂),交联聚乙烯,乙烯和乙烯醇的共聚物(EVOH),芳族单体的聚合物比如聚苯乙烯,聚-1酯,通常接枝共聚物,聚丙烯腈均聚物或共聚物,热塑性聚酰胺,聚缩醛,聚偏二氟乙烯和其它氟化弹性体,聚乙二醇和聚异丁烯。
优选的添加剂包括增粘剂,交联剂,抗氧化剂,中和剂,成核剂,填料,纳米组合物,助粘剂,油,增塑剂,蜡,低分子量聚合物,酯聚合物,稳定剂,聚α-烯烃(PA0)以及本文所述的其它添加剂。
当存在时,添加剂在本发明的粘合剂组合物中的量可以是大约0.1wt%或更高-低于约99wt%。优选地,添加剂在本发明的粘合剂组合物中的量高于或等于大约1wt%,优选2wt%,优选3wt%,优选4wt%,优选5wt%,优选10wt%,优选20wt%,优选30wt%,优选40wt%,优选50wt%,优选60wt%,优选70wt%,优选80wt%,取决于所选择的添加剂或添加剂结合物以及所需的最终粘合剂组合物的性能。
增粘剂
本发明的粘合剂组合物可以包括一种或多种增粘剂。适合的增粘剂的实例可以选自脂族烃树脂、芳族改性的脂族烃树脂、氢化聚环戊二烯树脂、聚环戊二烯树脂、脂松香、脂松香酯、木松香、木松香酯、 妥尔油松香、妥尔油松香酯、聚萜烯、芳族改性的聚萜烯、萜烯酚醛树脂、芳族改性的氢化的聚环戊二烯树脂、氢化脂族树脂、氢化脂族芳族树脂、氢化萜烯和改性萜烯,氢化松香酸和氢化松香酯。在一些实施方案中,增粘剂可以是氢化的。
在其它实施方案中,增粘剂可以是非极性的,意思是该增粘剂基本上不含具有极性基团的单体。优选地,不存在极性基团,然而,如果它们存在的话,它们的量优选不超过5wt%,优选不超过2wt%,还更优选不超过0.5wt%。在某些实施方案中,增粘剂可以具有80-150℃,优选100-130℃的通过ASTM E-28测定的环球法软化点。在另一个实施方案中,该树脂是液体,具有10-70℃的环球法软化点。
在一个优选实施方案中,增粘剂在粘合剂组合物中的存在量为大约1-大约80wt%,更优选2-40wt%,还更优选3-30wt%,以粘合剂组合物的重量为基准计。
优选的添加剂包括用作增粘剂或改性剂的烃树脂,包括树脂比如C5/C6萜烯树脂、苯乙烯萜烯、α-甲基苯乙烯萜烯树脂、C9萜烯树脂、芳族改性的C5/C6、芳族改性的环状树脂、芳族改性的双环戊二烯型树脂或它们的混合物。其它优选的树脂包括WO 91/07472,US 5,571,867,US 5,171,793和US4,078,132中所述的那些。这些树脂可以由含有一种或多种下列单体的组合物的阳离子聚合获得:C5二烯烃(例如1,3-戊二烯,异戊二烯等);C5烯烃(例如2-甲基丁烯,环戊烯等);C6烯烃(例如己烯),C9乙烯基芳族化合物(例如苯乙烯,α-甲基苯乙烯,乙烯基甲苯,茚,甲基茚等);环状化合物(例如双环戊二烯,甲基双环戊二烯等);和/或萜烯(例如柠檬烯,蒈烯,侧柏酮等)。
还优选的添加剂包括用作增粘剂或改性剂的烃树脂,包括通过双环戊二烯的热聚合,和/或环戊二烯和/或甲基环戊二烯的二聚体或低聚物和/或乙烯基芳族化合物(例如苯乙烯,α-甲基苯乙烯,乙烯基甲苯,茚,甲基茚等)的热聚合所获得的树脂。
聚合和分离未反应的材料之后获得的树脂如果需要可以氢化。优选用作本文的添加剂的树脂的实例包括US 4,078,132,WO 91/07472, US 4,994,516,EP 0046344A,EP 0082726A和US 5,171,793中所述的那些。
在一个实施方案中,本发明的粘合剂组合物可以包括增粘剂,所述增粘剂包括具有10-150℃的根据ASTM E-28测定的环球法软化点的、由双环戊二烯原料生产的氢化芳族改性树脂。
交联剂
在另一个实施方案中,粘合剂组合物可以进一步包括交联剂。优选的交联剂包括具有能够与存在于官能化聚合物组分上的官能团,例如存在于无规丙烯聚合物-g-MA上的酸酐基团反应的官能团的那些。优选的交联剂包括醇,多元醇,胺,二胺和/或三胺,有或没有活性助剂的过氧化物。可用于本发明的交联剂的具体例子包括多胺如乙二胺,二亚乙基三胺,六亚甲基二胺,二乙基苯胺基丙胺和/或薄荷烷二胺。
抗氧化剂
在另一个实施方案中,该粘合剂组合物可以包括一种或多种酚类抗氧化剂。优选的酚类抗氧化剂的实例包括取代苯酚,例如2和/或6位上的氢原子被烷基残基取代的2,6-二叔丁基苯酚。酚类抗氧化剂的典型实例包括2,6-二叔丁基-对甲酚,2,4,6-三叔丁基苯酚,维生素E,丙烯酸2-叔丁基-6-(3’-叔丁基-5’-甲基-2’-羟苄基)-4-甲基苯基酯,2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚),2,2’-亚甲基-双(4-乙基-6-叔丁基-苯酚),2,2’-亚甲基-双(6-环己基-4-甲基苯酚),1,6-己二醇-双([3-(3,5-二叔丁基[4-羟苯基])]丙酸酯和季戊四醇-四-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)]丙酸酯。优选的抗氧化剂包括酚类抗氧化剂,例如Irganox 1010,Irganox 1076,二者可以从Ciba-Geigy获得。还可以使用辅稳定剂例如有机亚磷酸酯例如购自Ciba-Geigy的Irgafos 168。
中和剂/成核剂
本发明的粘合剂组合物还可以包括中和剂,例如硬脂酸钙,氢氧化镁,氢氧化铝或水滑石和/或成核剂,例如苯甲酸的盐,2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠和苄基山梨醇等。
填料
在另一个实施方案中,该粘合剂组合物可以包括一种或多种填料。适合的填料包括二氧化钛,碳酸钙,硫酸钡,硅石,二氧化硅,炭黑,砂,玻璃珠或玻璃纤维,矿物集料,滑石,粘土,硅灰石等。纳米复合材料组合物
所设想的其它实施方案包括纳米粘土,在本文还称之为纳米复合材料,包括有机粘土,它进而可以包括稳定化官能团,优选该稳定化官能团是共价的。
有机粘土可以选自蒙脱土,钠型蒙脱土,钙型蒙脱土,镁型蒙脱土,绿脱石,贝得石,富铬绿脱石,合成锂皂石,锂蒙脱石,皂石,锌蒙脱石,麦羟硅钠石(magadite),水羟硅钠石,sobockite,svindordite,富镁皂石,蛭石,埃洛石,铝酸盐氧化物,水滑石,依利石(illite),累托石,tarosovite,伊利石(ledikite)和/或氟云母中的一种或多种。
在一个优选实施方案中,有机粘土在本发明的粘合剂中的存在量优选为组合物的总重量的0.1-50wt%。该稳定化官能团可以选自酚、酮、受阻胺、取代苯酚、取代酮、取代受阻胺和它们的混合物中的一种或多种。
优选地,稳定化官能团存在于该至少一种稳定官能化热塑性材料中,有机粘土存在于纳米复合材料中,各自以使得纳米复合材料的模塑样品的热老化破坏与由基本上不含共价键结合的稳定化官能团的热 塑性聚烯烃制备的参照纳米复合材料比较改进10%的有效量存在。在一个实施方案中,稳定化官能团在该至少一种稳定官能化热塑性聚烯烃中的存在量可以是0.01-15wt%,以该至少一种稳定官能化热塑性材料的总重量为基准计。
在另一个实施方案中,适用于本发明的粘合剂的纳米复合材料可以包括选自酚、酮、受阻胺、取代苯酚、取代酮、取代受阻胺或它们的混合物中的一种或多种的稳定化官能团。有机粘土还可以包括己基铵离子、辛基铵离子、2-乙基己基铵离子、十二烷基铵离子、十八烷基铵离子、二辛基二甲基铵离子、三辛基铵离子、二硬脂基铵离子、铵盐、吡啶盐、锍盐、磷盐或它们的混合物中的一种或多种,其中该有机粘土进一步包括选自蒙脱土,钠型蒙脱土,钙型蒙脱土,镁型蒙脱土,绿脱石,贝得石,富铬绿脱石,合成锂皂石,锂蒙脱石,皂石,锌蒙脱石,麦羟硅钠石,水羟硅钠石,sobockite,svindordite,富镁皂石,蛭石,埃洛石,铝酸盐氧化物,水滑石,依利石,累托石,tarosovite,伊利石或氟云母中的一种或多种的粘土,其中有机粘土在该粘合剂组合物中的存在量为粘合剂组合物总重量的1-30wt%。
助粘剂
在另一个实施方案中,该粘合剂组合物可以包括一种或多种助粘剂,包括极性酸,聚氨基酰胺(例如Versamid 115,125,140,购自Henkel),氨基甲酸酯类(例如异氰酸酯/羟基封端的聚酯体系,例如购自Miles,Inc.的TN/Mondur Cb-75),偶联剂(例如硅烷酯(出自DowCorning的Z-6020)),钛酸酯(例如购自Kenrich的Kr-44),反应性丙烯酸酯单体(例如出自Sartomer的sarbox SB-600),金属酸盐(例如出自Sartomer的Saret 633),聚苯醚,氧化聚烯烃,酸改性的聚烯烃和酸酐改性的聚烯烃。实例包括硅烷,钛酸酯,有机硅烷,丙烯酸类,酸,酸酐,环氧树脂,硬化剂,聚酰胺,丙烯酸甲酯,环氧化物,酚醛树脂,聚异丁烯,氨基烷基、巯基烷基、环氧烷基、脲基烷基、羧基、丙烯酸酯和异氰脲酸酯官能化硅烷,巯基丙基三甲氧基硅 烷,环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷,氨丙基三乙氧基硅烷,氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷,脲基丙基三甲氧基硅烷,双-γ-三甲氧基甲硅烷基-丙基脲,1,3,5-三-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基异氰脲酸酯,双-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基马来酸酯、富马酸酯和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,氨丙基三乙氧基硅烷以及它们的混合物和衍生物。
油
该粘合剂组合物还可以包括油,包括脂族环烷油、白油等。尤其优选的油包括石蜡油或环烷油,例如Primol 352或Primol 876,出自法国巴黎的ExxonMobil Chemical France,S.A。
增塑剂
适用于粘合剂组合物的优选增塑剂包括矿物油,聚丁烯类,邻苯二甲酸酯等。优选的增塑剂包括邻苯二甲酸酯,例如邻苯二甲酸二异十一烷基酯(DIUP),邻苯二甲酸二异壬基酯(DINP),邻苯二甲酸二辛酯(DOP),它们的结合物和/或它们的衍生物和/或等似物。尤其优选的增塑剂包括聚丁烯类,例如可以从德克萨斯州休斯敦的ExxonMobilChemical Company获得的Parapol 950和Parapol 1300以及聚α-烯烃。
蜡
适用于粘合剂组合物的优选蜡包括极性或非极性蜡,聚丙烯蜡,聚乙烯蜡以及蜡改性物。尤其优选的蜡可以选自:极性蜡,非极性蜡,费-托蜡,氧化费-托蜡,羟基硬脂酰胺蜡,官能化蜡,聚丙烯蜡,聚乙烯蜡,蜡改性物,无定形蜡,巴西棕榈蜡,蓖麻油蜡,微晶蜡,蜂蜡,巴西棕榈蜡,蓖麻蜡,植物蜡,小烛树蜡,日本蜡,小冠巴西棕蜡,花旗松树皮蜡,米糠蜡,霍霍巴蜡,蜡果杨梅脂,褐煤蜡,泥煤蜡,地蜡,提纯地蜡,石油蜡,石蜡,聚乙烯蜡,化学改性烃蜡,取代酰胺蜡以及它们的结合物和衍生物。在某些实施方案中,极性和非 极性蜡可以在同一组合物中一起使用。
低分子量聚合物
适用于粘合剂组合物的其它添加剂包括低分子量聚合物(即,低Mn聚合物,其中低表示低于5000,优选低于4000,更优选低于3000,还更优选低于2500的Mn)。优选的低Mn聚合物包括低级α-烯烃如丙烯、丁烯、戊烯、己烯等的聚合物(例如数均分子量低于5000g/mol的包括丙烯、丁烯、戊烯和/或己烯的聚α-烯烃)。尤其优选的聚合物包括Mn低于1000的聚丁烯。这种聚合物的实例可以PARAPOLTM950的商品名从ExxonMobil Chemical Company获得。PARAPOLTM950是Mn大约950和运动粘度在100℃下为220厘沲(cSt)(通过ASTM D445测定)的液体聚丁烯聚合物。其它低分子量聚合物包括以Trilene的商品名由Crompton销售的乙烯丙烯共聚物或三元共聚物。
酯聚合物
在另一个实施方案中,粘合剂组合物可以包括一种或多种酯聚合物(聚酯)。在一个优选实施方案中,该添加剂包括两(或多)相体系的共混物,其中聚酯是非连续相和包括无规丙烯聚合物组分的相,官能化聚合物组分是连续相。
稳定剂
在另一个实施方案中,粘合剂组合物可以包括一种或多种稳定剂。适用于这里的稳定剂包括受阻酚,硫酚(sulfur phenol),含磷的酚,1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)苯,季戊四醇四-3(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯,正十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯,4,4’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚),4,4’-硫代双(6-叔丁基-邻甲酚),2,6-二叔丁基苯酚,6-(4-羟苯氧基)-2,4-双(正辛基硫基)-1,3,5-三嗪,2,4,6-三(4-羟基-3,5-二叔丁基-苯氧基)-1,3,5-三嗪,二-正十八烷基-3,5-二叔丁基-4-羟苄基膦酸酯, 2-(正辛基硫基)乙基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯,山梨醇六-(3,3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯以及它们的结合物或衍生物。
其它添加剂
适用于粘合剂组合物的其它优选的添加剂包括粘连剂,抗粘连剂,颜料,染料,着色剂(dyestuff),加工助剂,紫外线稳定剂,润滑剂如聚二甲基硅氧烷和硬脂酸钙,助剂,表面活性剂,色母料,流动改进剂,结晶助剂,消泡剂,防腐剂,增稠剂,流变改进剂,保湿剂,水,溶剂等。
粘合剂组合物的性能
本发明的粘合剂组合物优选具有高于约175N/m(1lb/in)的对非极性基材(例如全同立构聚丙烯)的T形剥离粘合力(根据下述改良的ASTM D-1876测定)。优选地,对极性基材(例如Mylar)的T形剥离粘合力高于约1.1lb/in,更优选高于约2.5lb/in。
在一个优选实施方案中,该粘合剂具有至少1N/m,优选2N/m,更优选3N/m,还更优选4N/m或更高,还更优选4.5N/m或更高,还更优选5N/m或更高,还更优选10N/m或更高,还更优选20N/m或更高,还更优选50N/m或更高,还更优选100N/m或更高的对极性基材的T形剥离粘合力,和/或至少1N/m,优选2N/m,更优选3N/m,还更优选4N/m或更高,还更优选5N/m或更高,还更优选10N/m或更高,还更优选20N/m或更高,还更优选50N/m或更高,还更优选100N/m或更高的对非极性基材的T形剥离粘合力。
在一个优选实施方案中,该粘合剂具有至少1磅/英寸(lb/in),优选2lb/in,更优选3lb/in,还更优选4lb/in或更高,还更优选5lb/in或更高的对极性基材的T形剥离粘合力,和/或至少1磅/英寸(lb/in),优选2lb/in,更优选3lb/in,还更优选4lb/in或更高,还更优选5lb/in或更高的对非极性基材的T形剥离粘合力。
如本文的纤维撕裂实施例所证实的,本发明的粘合剂组合物提供 了对纤维素和其它类似极性材料的优良粘合性能。本发明的粘合剂组合物优选具有小于约10分钟的固化时间,小于约1分钟是更优选的,小于约30秒是还更优选的。固化时间在这里定义为加压的粘合剂基材结构以足够的粘合力紧固在一起,以使得当拉开时产生基材纤维撕裂和因此该粘结足够牢固而去掉加压所需的时间。该粘结在进一步冷却时很可能仍然加强,然而,它不再需要加压。这些固化时间通过将熔融的粘合剂圆点置于用胶带粘贴于平坦桌面上的文件夹基材上来测定。3秒后,将文件夹接头(1英寸×3英寸(2.5cm×7.6cm))置于该圆点上,并用500克砝码加压。让该砝码搁置大约0.5-大约10秒。将这样形成的结构拉开,检验足以产生基材纤维撕裂的粘结水平。固化时间记录为发生该粘结所需的最少时间。使用市购粘合剂标准物来校准该方法。
本发明的粘合剂组合物优选在25℃下具有97-100%和在大约-8到大约-30℃下具有50-100%的基材纤维撕裂百分率。粘合试样通过将基材与一部分(例如圆点)熔融粘合剂粘结在一起并用500克砝码对该粘结物加压直至冷却到室温(即大约25℃)来产生。圆点大小通过粘合剂体积来控制,使得在大多数情况下,所形成的压制盘形物刚好在基材的尺寸内提供了均匀的圆形。一旦产生了结构,进行各种攻击,以便评价该粘结的效力。对于低温纤维撕裂试验,将粘结试样放入冷冻机或制冷机内,以获得所需的试验温度。对于室温下的基材纤维撕裂,试样在环境条件下老化。用手分离该粘结物,确定所观察到的破坏类型。基材纤维撕裂量在这里按百分率表示。
粘合剂组合物的用途
对于任何上述粘合剂组合物而言,最终性能和对特定应用的适应性取决于立构规整度(立构规整性)的类型、熔点、平均分子量、分子量分布、单体和共聚单体的类型和含量、序列分布、任何附加官能团的存在与否以及其中所使用的粘合添加剂的类型和量。
本发明的粘合剂组合物可以用于任何粘合剂应用,包括、但不限 于一次性制品,包装,层压材料,压敏粘合剂,胶带,标签,木材粘合,纸张粘合,非织造织物,路标,反射涂层,粘结层等等。
因此,在一个实施方案中,该包装可以包括该粘合剂组合物,其中该粘合剂组合物应用于选自纸,纸板,盒纸板,标签纸,瓦楞纸板,刨花板,牛皮纸,卡片纸板,纤维板,塑料树脂,金属,金属合金,箔,薄膜,塑料薄膜,层压材料以及薄片中的一种或多种包装元件的至少一部分。
在另一个实施方案中,一次性制品包括本发明的粘合剂组合物,其中该粘合剂应用于选自下列之中的一种或多种一次性元件的至少一部分:非织造织物,非织造纤维网幅,非弹性非织造织物,弹性非织造织物,颈缩粘结的层压材料,拉伸粘结的层压材料,纺粘-熔喷-纺粘层压材料,聚丙烯纺粘层,聚乙烯层,结合聚乙烯和聚丙烯纺粘层,弹性线材,苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯,苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯,苯乙烯-共-丁二烯-苯乙烯,聚氨酯,织造织物,聚丙烯,聚酯,体液不渗透背片,体液不渗透层,体液渗透性层,体液渗透性覆盖材料,吸收剂,薄纱,弹性体材料,超吸收性聚合物,聚烯烃薄膜,聚酯薄膜,聚氯乙烯薄膜,聚偏二氯乙烯薄膜,聚乙酸乙烯酯薄膜,弹性连接带,frontal tape backing,木材,纸,阻隔膜,薄膜层压材料,非织造复合材料,纺织材料,织造原料,耐久性织物,吸收剂,弹性体线材,弹性体纤维网幅,薄纱,薄膜,覆盖材料,非织造聚乙烯,穿孔聚乙烯,超吸收性聚合物,长丝,多孔纤维网幅,纤维,环状紧固材料,纺粘非织造制品,衬层,弹性侧板,紧固带,弹性带材,人造纤维,尼龙,纤维素纸浆,纤维素绒毛和/或超吸收性絮垫。
本发明的粘合剂组合物可以包括消费品。另外,薄膜可以包括粘合剂组合物,并进一步包括选自聚乙烯,聚丙烯,聚酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚氯乙烯,聚偏二氯乙烯,聚乙酸乙烯酯,聚酰胺,纸,箔,金属,金属合金和它们的结合物中的其它组分。在这里公开的粘合剂组合物还可以包括压敏粘合剂。
在一个实施方案中,本发明可以包括含有与本发明的粘合剂组合物结合的两层或更多层的层压制品,优选其中至少一层包括一种或多种选自木材,塑料,纸,橡胶,热塑性材料,卡片纸板,金属,金属箔,镀金属的表面,布料,非织造织物,纺粘纤维,石材,灰泥,玻璃,岩石,陶瓷,膜,隔离纸,脱模剂,泡沫材料和它们的结合物中的材料。
在一个实施方案中,本发明可以包括含有与该粘合剂组合物结合的一种或多种纤维材料的纤维产品,其中该纤维材料包括一种或多种选自棉,大麻纤维,纤维素酯,聚酯,羊毛,Kevlar,尼龙,nomax,聚酰胺,聚丙烯酸酯,聚烯烃和它们的结合物中的材料。另外,本发明可以包括热熔型粘合剂,地毯,和/或胶带。
在一个实施方案中,屋面元件包括该粘合剂组合物,其中屋面元件进一步包括橡胶,玻璃纤维,芳族聚酰胺,碳,聚酯,尼龙,沥青,织物,集料,铜,钢,锌,铝和它们的结合物。本发明还可以包括含有至少部分应用于基材表面的反射材料的反射制品。
在一个实施方案中,包括该粘合剂组合物的胶带还可以包括背衬元件,所述背衬元件选自聚合物薄膜,聚酯薄膜,聚烯烃型薄膜,聚氨酯薄膜,聚氯乙烯泡沫材料,聚乙烯泡沫材料,非织造聚氨酯,非织造聚酯,针织物,面料,纸,合成聚合物材料,塑料,聚烯烃,比如聚乙烯和聚丙烯,聚酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚氯乙烯,牛皮纸,聚合物,层压材料,胶乳渗透纸,箔,石版印刷原料,轻质原料,聚苯乙烯泡沫材料,层压泡沫材料,膨胀聚苯乙烯泡沫材料,织造织物,非织造织物,布料,皱纹纸,热塑性材料和它们的混合物。
本发明的粘合剂组合物还适用于木材加工制品,包括该粘合剂组合物和结构元件,其中该粘合剂施用于该结构元件的至少一部分上。木材加工制品的结构元件还可以包括木材,胶合板,塑料和/或饰面板。实例包括木料,硬木,纤维板,石膏板,石膏,墙板,胶合板,PVC,蜜胺,聚酯,浸渍纸,和/或纸面石膏板。
在一个实施方案中,粘附于基材的标签包括该粘合剂组合物,背 衬元件和防粘衬层,其中该防粘衬层使用该粘合剂粘附于背衬元件。在另一个实施方案中,装订制品包括该粘合剂组合物和粘结元件,优选其中该粘合剂施用于该粘结元件的至少一部分上。
在一个实施方案中,路标组合物包括含有该粘合剂组合物的粘结剂和一种或多种填料,所述填料选自砂,颜料,玻璃珠粒,聚合物型珠粒,碳酸钙,碎大理石,集料,白云石,滑石,玻璃珠,棱形反射器,透镜反射器,方解石晶石,石英砂,石墨,飞灰,水泥粉尘,粘土,长石,霞石,煅制二氧化硅,氧化铝,氧化镁,氧化锌,硫酸钡,硅酸铝,硅酸钙,钛酸盐(tianates),白垩,反射性无机填料,增量填料,珠粒,硫酸钙,偏硅酸钙,石英粉,锻烧燧石粉,云母,硅酸钙玻璃纤维,染料,花岗岩,灰泥,熟石灰,氧化铝,硅藻土,反射剂,改性剂,铅白,锌钡白,铬黄,镉黄,树脂珠粒,聚合物凝胶,聚合物,陶瓷材料,碎玻璃,石材,金刚砂,氢氧化铝,氧化硅,玻璃泡和新癸酸锌。
在另一个实施方案中,密封剂组合物包括含有该粘合剂组合物的密封剂混合物,其中该密封剂混合物包括一种或多种助粘剂,所述助粘剂选自硅烷,钛酸酯,有机硅烷,丙烯酸类,酸,酸酐,环氧树脂,硬化剂,聚酰胺,丙烯酸甲酯,环氧化物,酚醛树脂,聚异丁烯,氨基烷基、巯基烷基、环氧烷基、脲基烷基、羧基、丙烯酸酯和异氰脲酸酯官能化硅烷,巯基丙基三甲氧基硅烷,环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷,氨丙基三乙氧基硅烷,氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷,脲基丙基三甲氧基硅烷,双-γ-三甲氧基甲硅烷基-丙基脲,1,3,5-三-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基异氰脲酸酯,双-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基马来酸酯、富马酸酯和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,氨丙基三乙氧基硅烷以及它们的结合物和衍生物。
本发明还可以包括含有沥青、集料和该粘合剂组合物的铺路组合物。该粘合剂组合物还可以包括在包含细长元件的胶棒、包含粘合剂组合物和包裹元件的管包裹制品中,其中该粘合剂至少部分地施用于该包裹元件的上面或内部。还有,在一个实施方案中,本发明可以包 括具有透明方格的制品,包括一块或多块透明板和施用于该一块或多块板的至少一部分上的该粘合剂组合物。
在本发明的优选实施方案中,制品包括在这里公开的粘合剂。该制品可以包括尿布,妇女卫生产品,非织造基材等等。本发明的一个实施方案还可以包括含有在这里公开的粘合剂的模塑部件、纤维、非织造织物等。在另一个实施方案中,本发明可以包括用这里公开的粘合剂至少部分涂布的纤维、非织造织物、模塑制品等。
为了进一步阐明本发明,我们提供了我们自己试验的简短历史和实施例。这只是作为例证,而不是限制。这里选择示例性粘合剂组合物来提供本发明的粘合剂组合物和现有技术之间的有意义的对比。因此,选择本发明的粘合剂组合物的各种组分的浓度来提供其数据在允许根据工业标准进行有意义对比的范围内的样品。本领域的技术人员会认识到落入本发明范围内的其它未指出的应用和方法。我们的目的不是排除根据我们的说明显而易见的这些应用和方法,而是仅仅提供我们发明的有帮助的例证。
实施例
材料
使用金属茂催化剂(二甲基·二甲基甲硅烷基双茚基合铪与四(五氟苯基)硼酸二甲基苯铵)在溶液方法中在大约70℃下如以上在“无规丙烯聚合物”部分中所述制备无规丙烯聚合物。
RPP-1、RPP-2和RPP-3的官能化在非啮合反向旋转双螺杆挤出机(30mm,L/D=48)中通过使用下列条件来进行:97.5-98.5wt%的聚合物,1.5-2.5wt%的以7kg/hr的速率进料给挤出机的加料斗的CrystalmanTM马来酸酐和加入到第二机筒内的0.24-0.40wt%的溶于MarcolTM52油中的LuperoxTM101的10%溶液。螺杆速度设定在125rpm,使用下列温度分布:180℃,190℃,190℃,190℃,其中模头为180℃。在回收聚合物之前用真空除去过量试剂以及过氧化物分解产物。
这里使用的RPP和用官能团官能化的无规丙烯聚合物(例如用马来酸酐官能化的无规丙烯聚合物(无规丙烯聚合物-g-MA))的性能在下表中描述:
无规丙烯聚合物-g-MA-1的前体聚合物是无规丙烯聚合物-1。无规丙烯聚合物-g-MA-4的前体聚合物是类似于无规丙烯聚合物-2的具有约15wt%C2的无规丙烯聚合物。无规丙烯聚合物-g-MA-5的前体是类似于无规丙烯聚合物-3的具有约11wt%C2的无规丙烯聚合物。
聚合物的制备
除非另有规定,用于这里的粘合剂评价的聚合物根据以下一般程序来制备。聚合在液体填充的单级连续反应器内使用混合金属茂催化剂体系来进行。反应器是0.5L不锈钢高压釜反应器,安装了搅拌器、具有温度控制器的水冷却/蒸汽加热元件以及压力控制器。首先,让溶剂、单体例如乙烯和丙烯以及如果存在的共聚单体(例如丁烯和己烯)通过三柱提纯系统来进行提纯。该提纯系统由Oxiclear柱(型号#RGP-R1-500,出自Labclear)和后续的5A和3A分子筛柱组成。提纯柱在有聚合活性降低的证据时定期再生。3A和5A分子筛柱在内部在氮气氛围和分别260与315℃的设定温度下再生。分子筛材料从Aldrich购买。Oxiclear柱在原始制造厂进行再生。
首先,将溶剂、单体和共聚单体进料给歧管。将来自内部供应的乙烯(当使用时)作为溶于急冷的溶剂/单体混合物中的气体在歧管内输送。然后,在穿过单管进料给反应器之前,通过让溶剂和单体的混合物经过急冷器将其冷却至大约-15℃。用布鲁克菲尔德质量流量计或Micro-Motion Coriolis型流量计测定所有液体流量。乙烯流量通过 布鲁克菲尔德质量流量控制器来计量。
用于制备半结晶聚丙烯的催化剂化合物是外消旋-二甲基·二甲基甲硅烷基双(2-甲基-4-苯基茚基)合锆(从Albemarle获得)和外消旋-二甲基·1,2-亚乙基-双(4,7-二甲基茚基)合铪(从BoulderScientific Company获得)。
用于制备无定形聚丙烯的催化剂化合物是二甲基·二甲基甲硅烷基(四甲基环戊二烯基)(环十二烷基氨基)合钛(从Albemarle获得)和二甲基·[二(对三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基](环戊二烯基)(3,8-二叔丁基芴基)合铪(从Albemarle获得)。
聚合反应之前至少10分钟,这些催化剂在700ml的甲苯中以1∶1到1∶1.1的摩尔比用四(五氟苯基)硼酸N,N-二甲基苯铵(从Albemarle获得)预活化。将这些催化剂体系在甲苯中稀释至0.2-1.4mg/ml的催化剂浓度。所有催化剂溶液保持在水含量<1.5ppm的惰性气氛中,通过计量泵进料给反应器。该催化剂溶液用于在同一天进行的所有聚合试验。在一天消耗超过700ml的催化剂溶液的情况下,制备新的催化剂溶液批料。
在聚合采用多种催化剂的情况下,每一种催化剂溶液用单独的管道泵送,然后在歧管内混合,再通过单一管道进料给反应器。催化剂歧管和反应器进口之间的连接管是大约1米长。催化剂、溶剂和单体的接触在反应器内发生。催化剂泵使用甲苯作为校准介质定期进行校准。进料中的催化剂浓度通过改变催化剂溶液中的催化剂浓度和/或改变催化剂溶液的进料速率来控制。催化剂溶液的进料速率在0.2-5ml/min的范围内变化。
作为杂质清除剂,55ml的三异丁基铝(25wt%甲苯溶液,AkzoNoble)在22.83千克的己烷中稀释。将稀释的三异丁基铝溶液在37.9L圆筒内在氮气层下储存。该溶液用于所有聚合试验,直到消耗大约90%为止,然后制备新的批料。三异丁基铝溶液的进料速率随着聚合反应的改变而改变,范围为0(无清除剂)到4ml/min。
首先,通过在最大允许温度(大约150℃)下将溶剂(例如己烷)和 清除剂连续泵送通过反应系统持续至少1小时来清理反应器。清理之后,使用流过反应器夹套的水/蒸汽混合物将反应器加热/冷却到所需温度,并用受控溶剂流控制在设定压力下。当达到稳态操作时,然后将单体和催化剂溶液进料给反应器。使用自动温度控制系统来控制和保持反应器在设定温度下。通过观察粘性产物和水-蒸汽混合物的温度降低来确定聚合活性的开始。一旦确立活性和系统达到稳态,反应器通过在收集样品之前在确立的条件下让该系统连续运行平均停留时间的时间至少5倍来按制度操作。所得主要含有溶剂、聚合物和未反应单体的混合物在系统达到稳态操作之后在收集箱内收集。所收集的样品首先在排气罩内风干,以蒸发掉大多数溶剂,然后在大约90℃的温度下在真空烘箱中干燥大约12小时。将真空烘箱干燥的样品称重,以便获得产量。所有反应在2.41MPa-g的压力和110-130℃的温度范围内进行。
丙烯型聚合物(iPP-g-aPP)是用两种金属茂催化剂制备的丙烯均聚物的反应器内共混物,其中第一催化剂,二甲基·二(对三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(环戊二烯基)(3,8-二叔丁基芴基)合铪产生了无规立构聚丙烯(aPP),而第二催化剂(例如,外消旋-二甲基·二甲基甲硅烷基双(2-甲基-4-苯基茚基)合锆)产生了全同立构聚丙烯(iPP)。
这些实施例中使用的两种iPP-g-aPP描述如下:
[0565] 官能化聚合物组分
(iPP-g-aPP-2)-g-MA聚合物用溶液方法制备。前体聚合物是iPP-g-aPP-2。实验程序与制备a-srPP-g-MA的程序类似。iPP-g-MA聚合物是出自CHUSEI的POLYLETSMAPP 40。它的性能描述在下表中:
典型性能:
SpectraSyn 10是BF3催化的聚α-烯烃(PAO),其中所使用的α-烯烃是癸烯。它具有10cSt的100℃粘度,-54℃的倾点,720的Mn和760的Mw。增塑粘合剂配制料中使用的iPP,PP 3155(ExxonMobilChemica1 Company;没有成核剂;只有稳定剂),具有35的MFR。用于粘合研究的基材是Mylar(厚度=0.08mm;按原样使用),铝(厚度=0.10mm;使用前用丙酮清洗)和iPP(厚度=0.10mm;Mn/1000=64、Mw/1000=304和Mz/1000=1145的PP4612E2的流延薄膜)。
[0572] 注1出自ExxonMobi1 Chemica1 Company的PP4612E2的流延薄膜
注3使用前用丙酮清洗
实验
聚合物的分子量使用Waters 150C GPC(柱子组:3根Polymer LabsPL gel Mixed-B LS或等同物),用1,2,4-三氯苯作为渗透溶剂(聚合物浓度~3-4mg/ml)来测定。马来酐化聚合物的马来酸含量如下测定。在沸腾温度下将大约0.5g的聚合物溶于150ml甲苯中。使用溴百里酚蓝作为颜色指示剂,用TBAOH(氢氧化四丁基铵)对该加热溶液进行电位滴定,其中聚合物在滴定过程中不沉淀。
在Bruker DSX 500谱仪中用126.76MHz的13C共振频率进行固态NMR测量,作为测定各种无规丙烯聚合物和MA-无规丙烯聚合物的C2 含量的手段。使用13C直接极化/高功率1H去耦脉冲序列。波谱在60℃或更高温度下采集,以确保大多数雏晶被熔融。再循环时间是20s。该方法可以具有至多1wt%的系统误差。
iPP-g-aPP/E-5380或iPP-g-aPP/E-5690与无规丙烯聚合物或无规丙烯聚合物-g-MA的共混物在装有电驱动的搅拌器的布鲁克菲尔德粘度计的热池内在180℃下彻底、均匀地混合。混合之后,共混物在真空烘箱内(用氮气连续吹扫)在180℃下脱气,随后冷却至25℃。然后使用180℃的模塑温度和15分钟的模塑时间将一些共混物模塑为厚度大约0.4mm的薄片材料。
将无规丙烯聚合物、PP3155、SpectraSyn 10和官能化聚烯烃的 共混物在Brabender混合机内在190℃下彻底而均匀地混合。首先添加PP3155,随后添加Irganox 2215。然后添加无规丙烯聚合物,如果需要随后添加官能化聚烯烃。最后,缓慢添加SpectraSyn 10,直到该NFP全部引入到共混物内为止。混合之后,然后使用190℃的模塑温度和15分钟的模塑时间将每一种共混物模塑为厚度大约0.4mm的薄片材料。
为了制备T形剥离试样,将以上薄片模塑样品在正压、Teflon涂布的模具内在两片PET基材或铝箔之间层压。粘结温度是180℃,粘结时间是30秒。对于iPP基材的情况,粘结温度是150℃,粘结时间是30秒。然后将这些层压件切割成1/2”=1.3cm宽试样。T形剥离测量在室温下大约12小时之后在2”/min=850μm/s的分离速度下进行。还有,将层压件调理2周之后通过使用相同的试验温度和试验速度重复T形剥离测量。粘合力通过平均T形剥离粘合力F/w来测定,其中F是平均剥离力,w是试样的宽度。
关于应力-应变测定,将聚合物组合物在180℃下用15分钟模塑为厚度大约2mm的垫片。从小哑铃(基座是~1cm×1cm,中心窄条是~0.6cm×0.2cm)模切试样。在室温下在2”/min=850μm/s的分离速度下在英斯特朗试验仪中用一式三份样品进行测量。韧度定义为应力-应变曲线下的面积。
固化时间被定义为加压的粘合剂/基材层压件以足够的粘合力粘结在一起以使得当拉开时发生基材纤维撕裂所需的时间。该固化时间通过将熔融的粘合剂圆点置于用胶带粘贴于平坦表面上的文件夹基材上来测定。所使用的文件夹是具有最低10%的消费后再生纸含量的典型马尼拉信纸大小(1/3截割(cut))原料(Smead纸,物料编号153L,UPC编号10330)。3秒后,将文件夹接头(1英寸×3英寸(2.5cm×7.6cm))置于该粘合剂圆点上,并用500克砝码加压大约0.5-1秒。将这样形成的层压件拉开,检验足以产生基材纤维撕裂的粘结水平。固化时间记录为发生该粘结所需的最少时间。使用市购粘合剂标准物,例如Advantra 9250(C2/C8金属茂聚合物、增粘剂和蜡的工业共混物, 出自H.B.Fuller)来校准该方法。
关于对卡片纸板的粘合力,使用Inland纸板(出自罗马InlandPaper Board and Packaging Company的高性能盒用纸板)。试样通过用熔融粘合剂圆点将2片基材粘结在一起并用500克砝码对该粘结物加压直至冷却到室温来制备。在加压时,在基材之间形成了均匀的粘合剂圆形物。然后将该层压件剥离开,以便评价粘结的效力。一旦对纸基材的粘结被破坏,则当层压件沿着粘结线被破坏时通过估计留住纸纤维的粘合剂圆点的面积来定量粘结的效力。该估计值被称为%(纤维撕裂)。关于在室温下测试的粘合力,试样在环境条件下调理。对于低温粘合力,将它们放入冷冻机或制冷机内以获得所需的试验温度。在所有情况下,用手分离粘结物,观察破坏的类型。基材纤维撕裂的量按百分率表示。在以上条件下的0%(纤维撕裂)表示粘合力丧失。
使用便携式A型硬度计(ShoreInstrument Mfg.Co.,Inc.,Freeport,NY)来测定硬度。使用瞬时值。190℃下的动态熔体粘度通过装有25mm直径平行板的ARES分析仪(1998)来测定。应变是5%,频率在0.01-100rad/s的范围内变化。布鲁克菲尔德粘度在170℃下根据ASTM D 3236测定。T形剥离结果表示一式三份的分析。在表I和II中使用下列表示法:
*AIF-明显的界面破坏(剥离的粘合剂仅在基材的一侧留下);
**CF/AIF-表示两件样品以CF方式破坏,一件样品以AIF方式破坏;
***AIF/CF-表示两件样品以AIF方式破坏,一件样品以CF方式破坏;
[0596]
表III在包装热熔型粘合剂中用作助粘剂的无规丙烯聚合物-g-MA
[0598]
表IV(无官能化聚烯烃):
表V(官能化聚烯烃是RPP-g-MA-1):
表V’(官能化聚烯烃是RPP-g-MA-4):
[0606]
表V”(官能化聚烯烃是RPP-g-MA-5):
表VI(官能化聚烯烃是a-srPP-3-g-MA):
[0611]
表VI’(官能化聚烯烃是a-srPP-5-g-MA):
表VI”(官能化聚烯烃是a-srPP-6-g-MA):
表VII(官能化聚烯烃是iPP-g-MA):
表X(官能化聚烯烃是(iPP-g-aPP-2)-g-MA):
结果
表I示出了纯无规丙烯聚合物(对比样品)和无规丙烯聚合物-g-MA(本发明样品)对三种不同基材的T形剥离粘合力。关于T形剥离数据,报告粘结物调理过夜和2周后的值。
表II示出了用添加剂iPP-g-aPP-1和E-5380(Mw=440,Mw/Mn=1.83,Tg=36℃)配制的对比无规丙烯聚合物和本发明无规丙烯聚合物-g-MA对PET和iPP的T形剥离粘合力。再次,报告粘结物调理过夜和2周之后的T形剥离值。
表III示出了本发明无规丙烯聚合物-g-MA-4作为助粘剂添加到iPP-g-aPP-2和E-5690(Mw=480,Mw/Mn=1.90,Tg=45℃)的共混物中的结果。
表IV-X示出了RPP-1、iPP、NFP和官能化聚烯烃的各种共混物组合物以及它们的粘合力、硬度、拉伸和熔体粘度数据。关于T形剥离数据,报告粘结物调理过夜和2周之后的值。AIF和CF分别表示明显的界面破坏(剥离的粘合剂仅在基材的一侧留下)和内聚破坏(剥离的粘合剂在基材的两侧留下),根据目测的结果。因为每一T形剥离测量使用一式三份样品,CF/AIF表示两件样品以CF方式破坏,一件样品以AIF方式破坏。
表IV示出了对比组合物的性能。表V,对比样品1和本发明样品1A均含有16wt%PP3155和20wt%SpectraSyn 10。对比样品1和本发明样品1A之间的差别是本发明样品1A中添加了20wt%的RPP-g-MA-1。对比样品2和本发明样品2A均含有13wt%PP3155和35wt%SpectraSyn 10。表V’和V”分别示出了所使用的官能化聚烯烃是RPP-g-MA-4和RPP-g-MA-5时的数据。表VI、VI’和VI”示出了所使用的官能化聚烯烃分别是a-srPP-3-g-MA、a-srPP-5-g-MA和a-srPP-6-g-MA时的数据。表VI示出了所使用的官能化聚烯烃是iPP-g-MA时的数据。表X示出了所使用的官能化聚烯烃是(iPP-g-aPP-2)-g-MA时的数据。
因此,本发明涉及:
1、粘合剂组合物,包括:
具有1-70J/g的熔化热和至少75%的mm三单元组立构规整度指数的无规丙烯聚合物组分;
含有至少0.1wt%官能团和含有C2-C20烯烃的官能化聚合物组分;以及
非官能化增塑剂,
其中该粘合剂组合物具有至少175N/m(1lb/in)的在20℃下在极性基材上的T形剥离粘合力和至少175N/m Pa(1lb/in)的在20℃下在非极性基材上的T形剥离粘合力,该极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.10个单位(优选高至少0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0.40,0.45,0.50,0.55,0.60,0.65,0.70,0.75,0.80,0.85,0.90,0.95个单位),其中以该组合物的重量为基准计,官能化的富含间同立构的聚烯烃聚合物以5wt%或更低(优选4wt%或更低,优选3wt%或更低,优选2wt%或更低,优选1wt%或更低,优选0wt%)的量存在。
2、如项1所述的粘合剂组合物,以该粘合剂组合物的总重量为基准计,包括0.1-99wt%的无规丙烯聚合物组分。
3、如项1-2的任一项所述的粘合剂组合物,以该粘合剂组合物的总重量为基准计,包括0.1-99wt%的官能化聚合物组分。
4、如项1-3的任一项所述的粘合剂组合物,其中官能化聚合物组分含有大约0.1-10wt%的官能团。
5、如项1-4的任一项所述的粘合剂组合物,其中官能化聚合物组分含有大约0.5-5wt%的官能团。
6、如项1-5的任一项所述的粘合剂组合物,其中官能团是马来酸酐。
7、如项1-6的任一项所述的粘合剂组合物,其中无规丙烯聚合物进一步含有选自乙烯和其它具有4-6个碳原子的α-烯烃中的共聚单体。
8、如项1-7的任一项所述的粘合剂组合物,其中无规丙烯聚合物 具有300%或更高的在20℃下的百分比断裂伸长率。
9、如项1-8的任一项所述的粘合剂组合物,其中无规丙烯聚合物具有低于1400MPa的挠曲模量。
10、如项1-9的任一项所述的粘合剂组合物,具有至少350N/m(2lb/in)的在20℃下在极性基材上的T形剥离粘合力。
11、如项1-10的任一项所述的粘合剂组合物,具有至少525N/m(3lb/in)的在20℃下在极性基材上的T形剥离粘合力。
12、如项1-11的任一项所述的粘合剂组合物,具有至少700N/m(4lb/in)的在20℃下在极性基材上的T形剥离粘合力。
13、如项1-12的任一项所述的粘合剂组合物,其中无规丙烯聚合物具有5,000,000或更低的重均分子量Mw。
14、如项1-13的任一项所述的粘合剂组合物,其中无规丙烯聚合物具有3,000,000或更低的数均分子量Mn。
15、如项1-14的任一项所述的粘合剂组合物,其中无规丙烯聚合物具有10,000,000或更低的Z均分子量Mz。
16、如项1-15的任一项所述的粘合剂组合物,其中无规丙烯聚合物具有1.5-40的Mw/Mn。
17、如项1-16的任一项所述的粘合剂组合物,其中无规丙烯聚合物具有高于0.99的g’指数。
18、如项1-17的任一项所述的粘合剂组合物,其中无规丙烯聚合物具有大约140℃或更低的结晶温度。
19、如项1-18的任一项所述的粘合剂组合物,其中无规丙烯聚合物具有高于或等于约0.2g/10min的熔体流动速率。
20、如项1-19的任一项所述的粘合剂组合物,其中无规丙烯聚合物具有大约0.5-大约35J/g的熔化热。
21、如项1-20的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的接枝于全同立构聚丙烯聚合物的无定形聚丙烯聚合物、C2-C20聚合物、弹性体、抗冲共聚物、增粘剂、交联剂、抗氧化剂、中和剂、成核剂、填料、助粘剂、油、增塑剂、蜡、酯聚合物或包括一 种或多种上述物质的结合物。
22、如项1-21的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的均聚丙烯,全同立构聚丙烯,具有高于约50%m-五单元组的全同立构聚丙烯,间同立构聚丙烯,丙烯和丁烯的无规共聚物,丙烯和己烯的无规共聚物,聚丁烯,乙烯-乙酸乙烯酯,密度0.915-低于0.935g/cm3的聚乙烯,密度0.915-低于0.935g/cm3的线性聚乙烯,密度0.86-低于0.90g/cm3的聚乙烯,密度0.90-低于0.915g/cm3的聚乙烯,密度0.935-0.945g/cm3的聚乙烯,密度0.945-0.98g/cm3的聚乙烯,乙烯-乙酸乙烯酯,乙烯-丙烯酸甲酯,丙烯酸的共聚物,聚甲基丙烯酸甲酯,聚氯乙烯,聚1-丁烯,全同立构聚丁烯,ABS树脂,乙烯-丙烯橡胶(EPR),硫化EPR,EPDM,SBS,聚酰胺,聚碳酸酯,交联聚乙烯,乙烯和乙烯醇的共聚物,聚苯乙烯,聚酯,聚丙烯腈均聚物或共聚物,热塑性聚酰胺,聚缩醛,聚偏二氟乙烯,聚乙二醇,异丁烯与对甲基苯乙烯的共聚物,聚丁二烯,聚异戊二烯,苯乙烯和丁二烯以及异戊二烯的嵌段共聚物,苯乙烯和丁二烯的氢化嵌段共聚物(SEBS),或包括一种或多种上述物质的结合物。
23、如项1-22的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的增粘剂,所述增粘剂选自脂族烃树脂、芳族改性的脂族烃树脂、氢化聚环戊二烯树脂、聚环戊二烯树脂、脂松香、脂松香酯、木松香、木松香酯、妥尔油松香、妥尔油松香酯、聚萜烯、芳族改性的聚萜烯、萜烯酚醛树脂、芳族改性的氢化的聚环戊二烯树脂、氢化脂族树脂、氢化脂族芳族树脂、氢化萜烯、改性萜烯、氢化松香酸、氢化松香酯和含有一种或多种上述增粘剂的结合物。
24、如项1-23的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的增粘剂,所述增粘剂包括环球法软化点为10-150℃的由双环戊二烯原料生产的氢化芳族改性树脂。
25、如项1-24的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的增粘剂,所述增粘剂包括C5/C6萜烯树脂、苯乙烯萜烯树脂、α-甲基苯乙烯萜烯树脂、C9萜烯树脂、芳族改性的C5/C6树脂、芳族改 性的环状树脂、芳族改性的双环戊二烯型树脂或含有一种或多种上述增粘剂的结合物。
26、如项1-25的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的增粘剂,所述增粘剂包括由含有C5二烯烃、C5烯烃、C6烯烃、C9乙烯基芳族化合物、双环戊二烯、甲基双环戊二烯、萜烯或它们的结合物的组合物的阳离子聚合所获得的树脂。
27、如项1-26的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的增粘剂,所述增粘剂包括由双环戊二烯,环戊二烯和/或甲基环戊二烯的二聚体或低聚物,和/或乙烯基芳族化合物的热聚合所获得的树脂或氢化树脂,或它们的结合物。
28、如项1-27的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的选自醇,多元醇,胺,二胺,三胺,多胺,乙二胺,二亚乙基三胺,六亚甲基二胺,二乙基苯胺基丙胺,薄荷烷二胺和它们的结合物中的交联剂。
29、如项1-28的任一项所述的粘合剂,进一步包括至少0.1wt%的抗氧化剂,所述抗氧化剂选自2,6-二叔丁基-对甲酚,2,4,6-三叔丁基苯酚,维生素E,2-叔丁基-6-(3’-叔丁基-5’-甲基-2’-羟苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯,2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚),2,2’-亚甲基-双(4-乙基-6-叔丁基-苯酚),2,2’-亚甲基-双(6-环己基-4-甲基苯酚),1,6-己二醇-双([3-(3,5-二叔丁基[4-羟苯基])]丙酸酯,季戊四醇-四-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)]丙酸酯和它们的结合物。
30、如项1-29的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的选自硬脂酸钙、氢氧化镁、氢氧化铝、水滑石和它们的结合物中的中和剂。
31、如项1-30的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的选自苯甲酸的盐、芳族羧酸的钠盐、2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠、苄基山梨醇、3,4-二甲基二苄叉基山梨醇(sorbital)缩醛、顺式-内-双环(2.2.1)庚烷-2,3-二羧酸的二钠盐和 它们的结合物中的成核剂。
32、如项1-31的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的选自二氧化钛,碳酸钙,硫酸钡,硅石,二氧化硅,炭黑,砂,玻璃珠,矿物集料,滑石,粘土,纳米粘土,合成纳米粘土和它们的结合物中的填料和/或纳米组合物。
33、如项1-32的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的助粘剂,所述助粘剂选自极性酸,聚氨基酰胺,氨基甲酸酯,硅烷酯偶联剂,钛酸酯,反应性丙烯酸酯单体,金属酸盐,聚苯醚,氧化聚烯烃,酸改性的聚烯烃,酸酐改性的聚烯烃,硅烷,钛酸酯,有机硅烷,丙烯酸类,酸,酸酐,环氧树脂,硬化剂,聚酰胺,丙烯酸甲酯,环氧化物,酚醛树脂,聚异丁烯,氨基烷基、巯基烷基、环氧烷基、脲基烷基、羧基、丙烯酸酯和异氰脲酸酯官能化硅烷,巯基丙基三甲氧基硅烷,环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷,氨丙基三乙氧基硅烷,氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷,脲基丙基三甲氧基硅烷,双-γ-三甲氧基甲硅烷基-丙基脲,1,3,5-三-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基异氰脲酸酯,双-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基马来酸酯、富马酸酯和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,氨丙基三乙氧基硅烷以及它们的混合物和衍生物。
34、如项1-33的任一项所述的粘合剂组合物,以粘合剂组合物的总重量为基准计,包括0.1-99wt%的非官能化增塑剂。
35、如项1-34的任一项所述的粘合剂组合物,其中非官能化增塑剂包含碳和氢以及低于约5%的选自氢氧根、芳基、取代芳基、卤素、烷氧基、羧基、酯、碳-碳不饱和、丙烯酸酯、氧和氮中的官能团。
36、如项1-35的任一项所述的粘合剂组合物,其中非官能化增塑剂包括具有0.85或更低的比重、-20℃或更低的倾点的C6-C200链烷烃或异链烷烃,或它们的结合物。
37、如项1-36的任一项所述的粘合剂组合物,其中非官能化增塑剂具有:
上限温度和下限温度差为40℃或更低的馏程;
115-500℃的最终沸点;
2,000-100g/mol的数均分子量(Mn);
低于3.0的20℃下的介电常数;
在25℃下0.5-20cSt的粘度;
低于0℃的玻璃化转变温度;或
上述性能的结合。
38、如项1-37的任一项所述的粘合剂组合物,其中非官能化增塑剂具有200℃或更高的闪点,-10℃或更低的倾点,120或更高的粘度指数或它们的结合。
39、如项1-38的任一项所述的粘合剂组合物,其中非官能化增塑剂包括C5-C20α-烯烃的聚α-烯烃低聚物。
40、如项1-39的任一项所述的粘合剂组合物,其中非官能化增塑剂包括1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯或它们的结合物的聚α-烯烃低聚物。
41、如项1-40的任一项所述的粘合剂组合物,其中非官能化增塑剂包括具有3cSt或更高的100℃运动粘度、100或更高的粘度指数、-10℃或更低的倾点或这些性能的组合的聚α-烯烃低聚物。
42、如项1-41的任一项所述的粘合剂组合物,其中非官能化增塑剂包括数均分子量为300-21,000g/mol的聚α-烯烃低聚物。
43、如项1-42的任一项所述的粘合剂组合物,其中非官能化增塑剂包括含有异丁烯、1-丁烯、2-丁烯或它们的结合物的低聚物。
44、如项1-43的任一项所述的粘合剂组合物,其中非官能化增塑剂包括至少0.1wt%的选自脂族油、环烷油、白油和它们的结合物中的油。
45、如项1-44的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的邻苯二甲酸酯增塑剂。
46、如项1-45的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的选自邻苯二甲酸二异十一烷基酯、邻苯二甲酸二异壬基酯、邻苯二甲酸二辛酯和它们的结合物中的增塑剂。
47、如项1-46的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的蜡,所述蜡选自聚丙烯蜡,聚乙烯蜡,费-托蜡,氧化费-托蜡,羟基硬脂酰胺蜡,官能化蜡,无定形蜡,微晶蜡,蜂蜡,植物蜡,石油蜡,石蜡,化学改性烃蜡,取代酰胺蜡,它们的结合物和一种或多种上述蜡的衍生物。
48、如项1-47的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的一种或多种数均分子量为5000或更低的聚合物,其中该聚合物含有丙烯、丁烯、戊烯、己烯或它们的结合物。
49、如项1-48的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括共混物,其中该共混物具有两个或更多个相,其中非连续相包括聚酯或丙烯型聚合物,和连续相包括用官能团官能化的丙烯共聚物。
50、如项1-49的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的粘连剂,抗粘连剂,颜料,染料,着色剂,加工助剂,紫外线稳定剂,润滑剂,助剂,表面活性剂,色母料,流动改进剂,结晶助剂,稳定剂,消泡剂,防腐剂,增稠剂,流变改进剂,保湿剂,水或它们的结合物。
51、如项1-50的任一项所述的粘合剂组合物,包括至少0.1wt%的一种或多种稳定剂,所述稳定剂选自受阻酚,硫酚,含磷的酚,1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)苯,季戊四醇四-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯,正十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯,4,4’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚),4,4’-硫代双(6-叔丁基-邻甲酚),2,6-二叔丁基苯酚,6-(4-羟基苯氧基)-2,4-双(正辛基硫基)-1,3,5-三嗪,2,4,6-三(4-羟基-3,5-二叔丁基-苯氧基)-1,3,5-三嗪,二-正十八烷基-3,5-二叔丁基-4-羟苄基膦酸酯,2-(正辛基硫基)乙基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯,山梨醇六-(3,3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯以及它们的结合物或衍生物。
52、如项1-51的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括包装粘合剂、一次性制品、消费品、薄膜、压敏粘合剂、层压制品、纤维产品、热熔型粘合剂、地毯、胶带、屋面元件、反射性制品、木材加工 制品、附着于基材的标签、装订制品、路标组合物、密封剂组合物、铺路组合物、胶棒、管包裹制品、具有透明方格的制品或它们的结合物。
53、如项1-52的任一项所述的粘合剂组合物,具有30秒或更少的固化时间。
54、如项1-53的任一项所述的粘合剂组合物,其中极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.20xp单位,其中给定基材“s”的xp 用下式定义:
xs p=γs p/γs
其中γs是给定基材“s”的表面张力,并通过以下方程式来定义:
γs=γs d+γs p
其中γs d是由色散力相互作用产生的给定基材“s”的表面张力的色散分量,γs p是由偶极和特殊相互作用产生的给定基材“s”的表面张力的极性分量。
55、如项54所述的粘合剂组合物,其中极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.30xp单位。
56、如项54-55的任一项所述的粘合剂组合物,其中极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.40xp单位。
57、如项54-56的任一项所述的粘合剂组合物,其中极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.50xp单位。
58、如项54-57的任一项所述的粘合剂组合物,其中极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.60xp单位。
59、如项54-58的任一项所述的粘合剂组合物,其中极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.70xp单位。
60、如项54-59的任一项所述的粘合剂组合物,其中极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.80xp单位。
61、粘合剂组合物,包括:
具有1-70J/g的熔化热和至少75%的mm三单元组立构规整度指数的无规丙烯聚合物组分;
非官能化增塑剂,以及
含有C2-C20烯烃和至少0.1wt%官能团的聚合物的接触产物;
其中该粘合剂组合物具有至少175N/m(1lb/in)的在20℃下在极性基材上的T形剥离粘合力和至少175N/m Pa(1lb/in)的在20℃下在非极性基材上的T形剥离粘合力,该极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.10个单位(优选高至少0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0.40,0.45,0.50,0.55,0.60,0.65,0.70,0.75,0.80,0.85,0.90,0.95个单位),优选其中以该组合物的重量为基准计,官能化的富含间同立构的聚烯烃聚合物以5wt%或更低的量存在。
62、如项61所述的粘合剂组合物,其中无规丙烯聚合物含有:
68-92mol%的丙烯;
8-32mol%的共聚单体;以及
其中该粘合剂组合物具有高于约595N/m(3.4lb/in)的对全同立构聚丙烯的T形剥离粘合力,高于约700N/m(4.0lb/in)的对铝的T形剥离粘合力以及高于约192.5N/m(1.1lb/in)的对聚酯的T形剥离粘合力。
63、如项61-62的任一项所述的粘合剂组合物,其中该共聚单体是乙烯。
64、如项61-63的任一项所述的粘合剂组合物,其中无规丙烯聚合物含有13-23mol%乙烯。
65、如项61-64的任一项所述的粘合剂组合物,其中官能化聚合物组分包括含有大约0.1-大约10wt%的官能团的无规丙烯聚合物。
66、如项61-65的任一项所述的粘合剂组合物,其中官能化聚合物组分含有大约0.5-大约5wt%的官能团。
67、如项61-66的任一项所述的粘合剂组合物,其中该官能团是马来酸酐。
68、如项61-67的任一项所述的粘合剂组合物,其中极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.15xp单位,其中给定基材“s”的xp用下式定义:
xs p=γs p/γs
其中γs是给定基材“s”的表面张力,并通过以下方程式来定义:
γs=γs d+γs p
其中γs d是由色散力相互作用产生的给定基材“s”的表面张力的色散分量,γs p是由偶极和特殊相互作用产生的给定基材“s”的表面张力的极性分量。
69、如项61-68的任一项所述的粘合剂组合物,其中极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.20xp单位。
70、如项61-69的任一项所述的粘合剂组合物,其中极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.25xp单位。
71、如项61-70的任一项所述的粘合剂组合物,其中极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.30xp单位。
72、如项61-71的任一项所述的粘合剂组合物,其中极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.40xp单位。
73、如项61-72的任一项所述的粘合剂组合物,其中极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.50xp单位。
74、如项61-73的任一项所述的粘合剂组合物,其中极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.75xp单位。
75、制备粘合剂组合物的方法,包括将具有1-70J/g的熔化热和至少75%的mm三单元组立构规整度指数的无规丙烯聚合物、含有C2-C20聚合物和至少0.1wt%官能团的官能化聚合物组分、以及非官能化增塑剂结合以产生粘合剂组合物的步骤,
其中该粘合剂组合物具有至少175N/m(1lb/in)的在20℃下在极性基材上的T形剥离粘合力和至少175N/m(1lb/in)的在非极性基材上的T形剥离粘合力,该极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.10个单位(优选高至少0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0.40,0.45,0.50,0.55,0.60,0.65,0.70,0.75,0.80,0.85,0.90,0.95个单位),优选其中以组合物的重量为基准计,官能化的富含间同立构的聚烯烃聚合物以5wt%或更低的量存在。
76、如项75所述的方法,其中无规丙烯聚合物含有丙烯和选自乙烯或其它具有4-6个碳原子的α-烯烃中的共聚单体。
77、如项75-76的任一项所述的方法,其中所述丙烯聚合物含有:
68-92mol%的丙烯;以及
8-32mol%的所述共聚单体。
78、如项75-77的任一项所述的方法,其中该粘合剂组合物具有高于约595N/m(3.4lb/in)的对全同立构聚丙烯的T形剥离粘合力,高于约700N/m(4.0lb/in)的对铝的T形剥离粘合力以及高于约192.5N/m(1.1lb/in)的对聚酯的T形剥离粘合力。
79、如项75-78的任一项所述的方法,其中极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.20xp单位,其中给定基材“s”的xp用下式定义:
xs p=γs p/γs
其中γs是给定基材“s”的表面张力,并通过以下方程式来定义:
γs=γs d+γs p
其中γs d是由色散力相互作用产生的给定基材“s”的表面张力的色散分量,γs p是由偶极和特殊相互作用产生的给定基材“s”的表面张力的极性分量。
80、包括项1-79的任一项所述的粘合剂组合物的制品。
81、如项80所述的制品,其中所述制品包括尿布。
82、如项80所述的制品,其中该制品是妇女卫生产品。
83、如项80所述的制品,其中该制品包括非织造基材。
84、包括项1-79的任一项所述的粘合剂组合物的模塑部件。
85、包括项1-79的任一项所述的粘合剂组合物的纤维。
86、包括项1-79的任一项所述的粘合剂组合物的非织造织物。
87、至少部分涂有项1-79的任一项所述的粘合剂组合物的纤维。
88、至少部分涂有项1-79的任一项所述的粘合剂组合物的非织造织物。
在另一个实施方案中,本发明涉及:
83A、粘合剂组合物,包括:
1)具有0.5-70J/g的熔化热和65-99%的归因于全同立构丙烯衍生的序列的全同立构三单元组立构规整度的无规丙烯聚合物,
2)具有至少0.1wt%官能团的官能化聚合物,该官能团具有极性结构部分,以及
3)非官能化增塑剂,
该组合物能够为如这里限定的极性和非极性基材提供粘合力,使得在20℃下的T形剥离粘合力在厚度0.08mm的聚酯薄膜和具有0.10mm的厚度、64,000的Mn、304,000的Mw和1,145,000的Mz的i PP流延薄膜上均为至少175N/m,优选其中以该组合物的重量为基准计,官能化的富含间同立构的聚烯烃聚合物以5wt%或更低的量存在。
84A、根据段落83A所述的组合物,其中极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.10个单位(优选高至少0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0.40,0.45,0.50,0.55,0.60,0.65,0.70,0.75,0.80,0.85,0.90,0.95个单位)。
85A、根据段落83A或84A所述的组合物,其中官能化聚合物任选地在水解任何酸酐之后含有0.5-5wt%的通过定量化学计量反应测定的官能团。
86A、根据段落83A、84A或85A所述的组合物,其中该官能团是马来酸酐或水解的马来酸酐。
87A、根据前面的段落83A-86A的任一个所述的组合物,其中无规丙烯聚合物含有选自乙烯、丁烯、戊烯、己烯和辛烯中的共聚单体,以该聚合物的总重量为基准计,优选含有68-95mol%的丙烯和5-32mol%的共聚单体。
88A、根据前面的段落83A-87A的任一个所述的组合物,其中官能化之前的无规丙烯聚合物具有300%或更高的20℃百分比断裂伸长率和低于1400MPa的挠曲模量。
89A、根据段落83A-88A的任一个所述的组合物,其中该组合物能够提供至少350N/m,优选至少525N/m,尤其至少700N/m的对极性 基材的粘合力。
90A、根据段落83A-89A的任一个所述的组合物,其中该组合物能够提供至少350N/m,优选至少525N/m,尤其至少700N/m的对非极性基材的粘合力。
91A、根据段落83A-90A的任一个所述的组合物,其中无规丙烯聚合物具有5,000,000或更低的Mw、3,000,000或更低的Mn或5,000,000或更低的Mz,并且优选具有1.5-40的Mw/Mn。
92A、根据前面的段落83A-91A的任一个所述的组合物,其中无规丙烯聚合物具有高于0.99的支化指数(g’),大约200℃或更低的结晶温度,高于或等于0.2g/10min的熔体流动速率和/或0.5-25J/g的熔化热。
93A、根据前面的段落83A-92A的任一个所述的组合物,其中以组合物的重量为基准计,存在0.1-5wt%的选自交联剂、抗氧化剂、中和剂、成核剂、助粘剂和包含一种或多种上述添加剂的结合物中的添加剂。
94A、根据前面的段落83A-93A的任一个所述的组合物,其中以组合物的重量为基准计,存在1-30wt%的选自增粘剂、填料、油、增塑剂、蜡和包含一种或多种上述添加剂的结合物中的添加剂。
95A、根据前面的段落83A-94A的任一个所述的组合物,其中以组合物的重量为基准计,存在1-30wt%的添加剂,所述添加剂选自具有低于70J/g的熔化热的非接枝无定形聚合物和/或具有至少70J/g的熔化热的接枝或非接枝的半结晶聚合物。
96A、根据段落95A所述的组合物,其中所述添加剂是乙烯或C3-C10α-烯烃的均聚物或共聚物,接枝于全同立构聚丙烯聚合物的无定形聚丙烯聚合物,含有醇、羧酸、酯或卤素(halide)结构部分的乙烯和可共聚单体的共聚物和/或ABS树脂,SBS,聚酰胺,聚碳酸酯,聚酯,聚丙烯腈均聚物或共聚物,热塑性聚酰胺,聚缩醛,聚偏二氟乙烯,聚乙二醇,聚异丁烯以及含有一种或多种上述添加剂的结合物。
97A、根据前面的段落83A-96A的任一个所述的组合物,其中权 利要求1的粘合剂进一步包括共混物,其中该共混物具有两个或更多个相,其中非连续相包括聚酯或丙烯型聚合物,和连续相包括用官能团官能化的丙烯共聚物。
98A、用于分配根据段落83A-97A的任一个所述的优选不含玻璃纤维的粘合剂组合物的粘合剂分配器。
99A、用于粘附于另一基材的包含根据段落83A-97A的任一个所述的粘合剂组合物的制品。
100A、根据段落99A所述的含有在至少一个表面上的粘合剂组合物层的层压或共挤出的薄膜。
101A、在极性层和非极性层之间包含根据段落83A-97A的任一个所述的粘合剂组合物的层的层压或共挤出的多层薄膜。
102A、根据段落100A或101A所述的层压或共挤出的多层薄膜,其中极性基材是铝,非极性基材是全同立构聚丙烯。
103A、至少部分涂有根据段落83A-97A的任一个所述的粘合剂组合物的纤维。
104A、至少部分涂有根据段落83A-97A的任一个所述的粘合剂组合物的非织造织物。
105A、根据段落104A所述的尿布或妇女卫生产品。
106A、包括根据段落83A-97A的任一个所述的粘合剂组合物的模塑部件。
Claims (57)
1.粘合剂组合物,包括:
以该粘合剂组合物的总重量为基准计,0.1-99wt%的具有1-70J/g的熔化热和至少75%的mm三单元组立构规整度指数的无规丙烯聚合物组分;
以该粘合剂组合物的总重量为基准计,0.1-99wt%的官能化聚合物组分,该官能化聚合物组分包括含有至少0.1wt%官能团的C2-C20烯烃聚合物;以及
以该粘合剂组合物的总重量为基准计,0.1-99wt%的非官能化增塑剂,其中该非官能化增塑剂包含碳和氢以及低于1%的选自氢氧根、芳基、取代芳基、卤素、烷氧基、羧基、酯、碳不饱和度、氧和氮中的官能团,基于该非官能化增塑剂的重量,其中该非官能化增塑剂具有200℃或更高的闪点,-20℃或更低的倾点,120或更高的粘度指数,3cS t或更高的100℃运动粘度,100或更低的APHA色标和低于0.86的在15.6℃的比重,
其中该粘合剂组合物具有至少175N/m的在20℃下在极性基材上的T形剥离粘合力和至少175N/m的在20℃下在非极性基材上的T形剥离粘合力,该极性基材的极性比该非极性基材的极性高至少0.10,其中官能化的富含间同立构的聚烯烃以5wt%或更低的量存在,基于该粘合剂组合物的重量。
2.如权利要求1所述的粘合剂组合物,其中该官能化聚合物组分含有0.1-10wt%的官能团。
3.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该官能化聚合物组分的该官能团是马来酸酐。
4.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该无规丙烯聚合物进一步含有选自乙烯和其它具有4-6个碳原子的α-烯烃中的共聚单体。
5.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该无规 丙烯聚合物具有300%或更高的在20℃下的百分比断裂伸长率和/或低于1400MPa的挠曲模量。
6.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,具有至少350N/m的在20℃下在极性基材上的T形剥离粘合力。
7.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该无规丙烯聚合物具有5,000,000或更低的重均分子量Mw,和/或3,000,000或更低的数均分子量Mn,和/或10,000,000或更低的Z均分子量Mz。
8.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该无规丙烯聚合物具有1.5-40的Mw/Mn,和/或高于0.99的g’指数,和/或140℃或更低的结晶温度,和/或高于或等于0.2g/10min的熔体流动速率,和/或0.5-35J/g的熔化热。
9.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的接枝于全同立构聚丙烯聚合物的无定形聚丙烯聚合物、C2-C20聚合物、弹性体、抗冲共聚物、增粘剂、交联剂、抗氧化剂、中和剂、成核剂、填料、助粘剂、油、增塑剂、蜡、酯聚合物或包括一种或多种上述物质的结合物。
10.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的均聚丙烯,全同立构聚丙烯,间同立构聚丙烯,丙烯和丁烯的无规共聚物,丙烯和己烯的无规共聚物,聚丁烯,乙烯-乙酸乙烯酯,密度0.915-低于0.935g/cm3的聚乙烯,密度0.86-低于0.90g/cm3的聚乙烯,密度0.90-低于0.915g/cm3的聚乙烯,密度0.935-0.945g/cm3的聚乙烯,密度0.945-0.98g/cm3的聚乙烯,乙烯-丙烯酸甲酯,丙烯酸的共聚物,聚甲基丙烯酸甲酯,聚氯乙烯,乙烯-丙烯橡胶,硫化EPR,EPDM,SBS,聚酰胺,聚碳酸酯,交联聚乙烯,乙烯和乙烯醇的共聚物,聚苯乙烯,聚酯,聚丙烯腈均聚物或共聚物,聚缩醛,聚偏二氟乙烯,聚乙二醇,异丁烯与对甲基苯乙烯的共聚物,聚丁二烯,聚异戊二烯,苯乙烯和丁二烯以及异戊二烯的嵌段共聚物,苯乙烯和丁二烯的氢化嵌段共聚物,或包括一种或多种上述物质的结合物。
11.如权利要求10所述的粘合剂组合物,其中该聚丁烯是聚1-丁烯、全同立构聚丁烯。
12.如权利要求10所述的粘合剂组合物,其中该聚丙烯腈共聚物是ABS树脂。
13.如权利要求10所述的粘合剂组合物,其中该全同立构聚丙烯是具有高于50%m-五单元组的全同立构聚丙烯。
14.如权利要求10所述的粘合剂组合物,其中该密度0.915-低于0.935g/cm3的聚乙烯是密度0.915-低于0.935g/cm3的线性聚乙烯。
15.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的增粘剂,所述增粘剂选自脂族烃树脂、芳族改性的脂族烃树脂、氢化聚环戊二烯树脂、聚环戊二烯树脂、脂松香、脂松香酯、木松香、木松香酯、妥尔油松香、妥尔油松香酯、聚萜烯、芳族改性的聚萜烯、萜烯酚醛树脂、芳族改性的氢化的聚环戊二烯树脂、氢化脂族树脂、氢化脂族芳族树脂、改性萜烯、氢化松香酸、氢化松香酯和包括一种或多种上述增粘剂的结合物。
16.如权利要求15所述的粘合剂组合物,其中所述增粘剂选自氢化萜烯。
17.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的增粘剂,所述增粘剂包括由双环戊二烯,环戊二烯和/或甲基环戊二烯的二聚体或低聚物,和/或乙烯基芳族化合物的热聚合所获得的树脂或氢化树脂,或它们的结合物。
18.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的选自醇,胺,和它们的结合物中的交联剂。
19.如权利要求18所述的粘合剂组合物,其中该醇是多元醇。
20.如权利要求18所述的粘合剂组合物,其中该胺是多胺。
21.如权利要求18所述的粘合剂组合物,其中该胺是二胺。
22.如权利要求18所述的粘合剂组合物,其中该胺是三胺。
23.如权利要求21所述的粘合剂组合物,其中该二胺是乙二胺,六亚甲基二胺或薄荷烷二胺。
24.如权利要求22所述的粘合剂组合物,其中该三胺是二亚乙基三胺。
25.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂,进一步包括至少0.1wt%的抗氧化剂,所述抗氧化剂选自2,6-二叔丁基-对甲酚,2,4,6-三叔丁基苯酚,维生素E,2-叔丁基-6-(3’-叔丁基-5’-甲基-2’-羟苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯,2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚),2,2’-亚甲基-双(4-乙基-6-叔丁基-苯酚),2,2’-亚甲基-双(6-环己基-4-甲基苯酚),1,6-己二醇-双[3-(3,5-二叔丁基[4-羟苯基])]丙酸酯,季戊四醇-四-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)]丙酸酯和它们的结合物。
26.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的选自二氧化钛,碳酸钙,硫酸钡,二氧化硅,炭黑,砂,玻璃珠,矿物集料,滑石,粘土,和它们的结合物中的填料和/或纳米组合物。
27.如权利要求26所述的粘合剂组合物,其中所述粘土是纳米粘土。
28.如权利要求1所述的粘合剂组合物,其中该酯是丙烯酸酯。
29.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该非官能化增塑剂包括具有0.85或更低的比重、-20℃或更低的倾点的C6-C200链烷烃或异链烷烃,或它们的结合物。
30.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该非官能化增塑剂具有:
上限温度和下限温度差为40℃或更低的馏程;
115-500℃的最终沸点;
2,000-100g/mol的数均分子量;
低于3.0的20℃下的介电常数;
在25℃下0.5-20cSt的粘度;
低于0℃的玻璃化转变温度;或
上述性能的结合。
31.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该非官能化增塑剂具有10cSt或更高的100℃运动粘度。
32.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该非官能化增塑剂具有130或更高的粘度指数。
33.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该非官能化增塑剂具有220℃或更高的闪点。
34.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该非官能化增塑剂具有240℃或更高的闪点。
35.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该非官能化增塑剂包括1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯或它们的结合物的聚α-烯烃低聚物。
36.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该非官能化增塑剂包括至少0.1wt%的选自脂族油、和它们的结合物中的油。
37.如权利要求36所述的粘合剂组合物,其中该脂族油是白油。
38.如权利要求36所述的粘合剂组合物,其中该脂族油是环烷油。
39.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括共混物,其中该共混物具有两个或更多个相,其中非连续相包括聚酯或丙烯型聚合物,和连续相包括用官能团官能化的丙烯共聚物。
40.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,进一步包括至少0.1wt%的助剂,水或它们的结合物。
41.如权利要求40所述的粘合剂组合物,其中所述助剂选自着色剂,加工助剂,紫外线稳定剂,润滑剂,表面活性剂,色母料,流动改进剂,结晶助剂,防腐剂,增稠剂和保湿剂。
42.如权利要求41所述的粘合剂组合物,其中该着色剂是颜料或染料。
43.如权利要求40所述的粘合剂组合物,其中该助剂是粘连剂或抗粘连剂。
44.如权利要求41所述的粘合剂组合物,其中该加工助剂是稳定 剂,消泡剂或流变改进剂。
45.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,具有30秒或更少的固化时间。
46.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该极性基材的极性比该非极性基材的极性高至少0.20,其中给定基材“s”的极性xp,以下缩写为“xs p”,用下式定义:
xs p=γs p/γs
其中γs是给定基材“s”的表面张力,并通过以下方程式来定义:
γs=γs d+γs p
其中γs d是由色散力相互作用产生的给定基材“s”的表面张力的色散分量,γs p是由偶极和特殊相互作用产生的给定基材“s”的表面张力的极性分量。
47.如权利要求46所述的粘合剂组合物,其中该极性基材的极性比该非极性基材的极性高至少0.30。
48.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,基于该非官能化增塑剂的重量,其中该非官能化增塑剂包含碳和氢以及低于0.7%的选自氢氧根、芳基、取代芳基、卤素、烷氧基、羧基、酯、碳不饱和度、氧和氮中的官能团。
49.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该非官能化增塑剂包括具有300-21,000g/mol的数均分子量的聚α-烯烃低聚物。
50.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该非官能化增塑剂包括C5-C20α-烯烃的聚α-烯烃低聚物。
51.如权利要求1或2的任一项所述的粘合剂组合物,其中该非官能化增塑剂是1-辛烯、1-癸烯,1-十二碳烯的低聚物。
52.制备如权利要求1-51的任一项所述的粘合剂组合物的方法,包括将具有1-70J/g的熔化热和至少75%的mm三单元组立构规整度指数的无规丙烯聚合物、包含C2-C20烯烃聚合物和至少0.1wt%官能团的官能化聚合物组分、以及非官能化增塑剂结合以产生粘合剂组合物 的步骤,其中该粘合剂组合物具有至少175N/m的在20℃下在极性基材上的T形剥离粘合力和至少175N/m的在非极性基材上的T形剥离粘合力,该极性基材的极性比该非极性基材的极性高至少0.10;其中以该组合物的重量为基准计,官能化的富含间同立构的聚烯烃聚合物以5wt%或更低的量存在;其中基于该非官能化增塑剂的重量,该非官能化增塑剂包含碳和氢以及低于1%的选自氢氧根、芳基、取代芳基、卤素、烷氧基、羧基、酯、碳不饱和度、氧和氮中的官能团。
53.包括权利要求1-51的任一项所述的粘合剂组合物的制品。
54.如权利要求53所述的制品,其中所述制品包括尿布,妇女卫生产品,非织造基材,模塑部件,或纤维。
55.如权利要求53所述的制品,其中所述制品包括非织造织物。
56.至少部分涂有权利要求1-51的任一项所述的粘合剂组合物的纤维。
57.至少部分涂有权利要求1-51的任一项所述的粘合剂组合物的非织造织物。
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