聚乙烯织物及由其制成的背衬和人造草皮的制作方法

文档序号:19792531发布日期:2020-01-24 14:35阅读:335来源:国知局

本发明涉及织物、更具体地背衬,例如适合于簇绒地毯或人造草皮的背衬,所述织物包含切(分切、纵切,slit)膜、带或单丝,特别是包含茂金属催化的聚乙烯组合物的切膜、带或单丝。



背景技术:

聚丙烯和聚乙烯带、切膜或单丝经常用于生产织物,例如织造织物。此类织物可以用于多种应用,包括包(bag)、土工织物、用于地毯的背衬、用于簇绒地毯和人造草皮的背衬等。

当需要高耐uv性时和/或当需要低温抗冲击性时,与聚丙烯相比,聚乙烯通常是更优选的材料。然而,本领域中遇到的问题是聚乙烯的尺寸稳定性和抗蠕变性比聚丙烯低,从而限制了其在特定应用中例如像在背衬或土工织物中的用途。

已经建议了若干解决方案来改进聚乙烯带的抗蠕变性。例如,已经提及使用uhmwpe、或应用交联步骤、或二者的组合。尽管这些解决方案可以有效地导致抗蠕变性的显著改进,但它们具有与困难的加工和/或附加加工步骤有关的额外成本的明显缺陷。交联的聚乙烯还妨碍了聚乙烯材料的回收利用过程。

其它用于改进聚乙烯带的抗蠕变性的解决方案建议共聚或将侧基接枝到聚乙烯骨架。此类解决方案提供了抗蠕变性的改进,但有损于较低的拉伸强度,这在某些目标应用中是不希望的。

用于改进聚乙烯带的抗蠕变性的其它潜在解决方案建议添加添加剂,如填料、成核剂、多壁碳纳米管等。这些解决方案有时对抗蠕变性具有有限的影响。在其它情况下,它们显著增加了成本或者它们对所述带的拉伸性质具有负面影响。

因此,希望的是生产基于聚乙烯并且在保持良好可加工性的同时具有改进的性质、并且特别是改进的抗蠕变性性质而不损失其它性质或遭受其它性质的显著损失的带(如切膜或单丝)。还希望的是扩展聚乙烯(切(分切、纵切,slit))带或单丝的用途而作为在一些特定应用中的首选材料。此类特定应用的一个实例涉及具有聚乙烯草纱的人造草草皮的背衬,其中聚乙烯背衬将有利于所述草皮的回收利用。



技术实现要素:

根据本发明,现在提供显示出改进的抗蠕变性的聚乙烯切膜、带或单丝。此外,提供了如下切膜、带或单丝:其除了改进的抗蠕变性之外还可以具有高的耐久性和/或回弹性,同时还确保足够的拉伸强度、良好的柔软性和/或耐热性。本切膜、带或单丝可用于宽范围的应用,例如高温应用和低温应用。本文中提供了由易于加工的聚乙烯组合物制成的切膜、带或单丝。所述切膜、带或单丝可以用于制备织物,例如用于人造草皮或簇绒地毯的背衬。本发明提供针对上述需求中的一个或多个的解决方案。

根据本发明的第一方面,提供了切膜、带或单丝,所述切膜、带或单丝包含基于所述切膜、带或单丝的总重量按重量计至少70%的茂金属催化的聚乙烯组合物;

其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物包含:

a)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少45%到至多75%的茂金属催化的聚乙烯a,

其中所述茂金属催化的聚乙烯a具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的至多0.918g/cm3的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至多4.0g/10min的熔体指数mi2;以及

b)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少25%到至多55%的茂金属催化的聚乙烯b;

其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的密度高的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的熔体指数mi2高的熔体指数mi2;

并且其中所述切膜、带或单丝具有从至少100分特(克斯)到至多1500分特的纤度。

根据第二方面,本发明还涵盖用于制造切膜、带或单丝的工艺,所述工艺包括以下步骤:

i)提供如本文中所定义的茂金属催化的聚乙烯组合物;

ii)使步骤i)的聚乙烯组合物成形为切膜、带或单丝,优选成形为具有从至少100分特到至多1500分特的纤度的切膜、带或单丝。

根据第三方面,本发明还涵盖制品,如织造织物,其包含根据本发明第一方面的或通过根据本发明第二方面的工艺生产的切膜、带或单丝。

根据第四方面,本发明还涵盖根据本发明第一方面的或根据本发明第二方面生产的切膜、带或单丝用于制备制品的用途,所述制品例如织造织物或由其制成的产品,如地毯背衬;工业类型包、袋子(sack)或包装(wrap);绳子(rope)或缆索(cordage);人造草皮和土工织物等。

优选地,本发明涉及织物,所述织物包含切膜、带、或单丝,所述切膜、带、或单丝包含基于所述切膜、带或单丝的总重量按重量计至少70%的茂金属催化的聚乙烯组合物;

其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物包含:

a)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少45%到至多75%的茂金属催化的聚乙烯a,

其中所述茂金属催化的聚乙烯a具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的至多0.918g/cm3的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至多4.0g/10min的熔体指数mi2;以及

b)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少25%到至多55%的茂金属催化的聚乙烯b;

其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的密度高的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的熔体指数mi2高的熔体指数mi2。

优选地,本发明还涉及用于簇绒地毯或人造草的背衬,所述背衬包含根据本发明实施方式的织物。

优选地,本发明还涉及人造草皮,其包含根据本发明实施方式的背衬。

现在将进一步描述本发明。在以下段落中,更详细地定义了本发明的不同方面。除非明确地相反指明,否则如此定义的每个方面可以与任何其它一个或多个方面组合。特别地,被示为优选的或有利的任何特征或声明可以与被示为优选的或有利的任何其它特征或声明组合。

具体实施方式

在描述本发明涵盖的本切膜、带或单丝、工艺、制品和用途之前,应当理解,本发明不限于所描述的具体切膜、带或单丝、工艺、制品、和用途,因为此类切膜、带或单丝、工艺、制品和用途当然可以变化。还应当理解,本文中使用的术语不旨在是限制性的,因为本发明的范围将仅由所附权利要求限制。

除非另外定义,否则在披露本发明时使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有如本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的含义。通过进一步指导,针对说明书中所使用术语的定义是为了更好地领会本发明的教导而包含的。当描述本发明的切膜、带或单丝、工艺、制品、和用途时,除非上下文另外规定,否则按照以下定义解释所使用的术语。

如本文中使用的,除非上下文另外规定,否则单数形式“一个/种(a/an)”和“该/所述(the)”包括单数和复数个指示物两者。举例来说,“树脂”意指一种树脂或多于一种树脂。

如本文中使用的术语“包含与“包括”或“含(有)同义,并且是包容性或开放式的,并且不排除另外的、未列举的成员、要素或方法步骤。术语“包含”、也包括术语“由……组成”。

通过端点进行的数值范围的列举包括所有包含在该范围内的整数以及酌情,分数(例如,1至5当涉及例如要素数目时可以包括1、2、3、4,并且当涉及如度量时还可包括1.5、2、2.75和3.80)。端点的列举还包括端点值本身(例如,从1.0至5.0包括1.0和5.0二者)。本文中列举的任何数值范围旨在包括其中包含的全部子范围。

在整个本说明书中提及“一个实施方式”或“一种实施方式”意指关于所述实施方式描述的具体特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方式中。因此,在整个本说明书中的不同地方出现短语“在一个实施方式中”或“在一种实施方式中”不一定全部是指相同的实施方式,但可以全部是指相同的实施方式。此外,在一个或多个实施方式中,具体的特征、结构或特性可以按任何合适的方式(如本领域技术人员将从本披露内容清楚的)组合。此外,虽然本文中描述的一些实施方式包括了其它实施方式中包括的一些特征,但是未包括所述其它实施方式中包括的其它特征,但是不同实施方式的特征的组合意图在本发明的范围内,并且形成不同的实施方式,如将被本领域技术人员所理解的。例如,在以下权利要求和声明中,任意实施方式可以按任何组合使用。

在下文中阐述本发明的切膜、带或单丝、工艺、制品、和用途的优选的声明(特征)和实施方式。除非明确地相反指明,否则如此定义的本发明的每个声明和实施方式可以与任何其它声明和/或实施方式组合。具体地,被示为优选的或有利的任何特征可以与被示为优选的或有利的任何其它特征或声明组合。

关于此,本发明特别是通过下面编号的方面和实施方式中的任何一个或者其一个或多个与任何其它声明和/或实施方式的任何组合来获得。

1.切膜、带或单丝,其包含基于所述切膜、带或单丝的总重量按重量计至少70%的茂金属催化的聚乙烯组合物;

其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物包含:

a)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少45%到至多75%的茂金属催化的聚乙烯a,

其中所述茂金属催化的聚乙烯a具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的至多0.918g/cm3的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至多4.0g/10min的熔体指数mi2;以及

b)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少25%到至多55%的茂金属催化的聚乙烯b;

其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的密度高的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的熔体指数mi2高的熔体指数mi2。

2.根据声明1的切膜、带或单丝,其中所述切膜、带或单丝具有至少100分特到至多1500分特的纤度。

3.切膜、带或单丝,其包含基于所述切膜、带或单丝的总重量按重量计至少70%的茂金属催化的聚乙烯组合物;

其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物包含:

a)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少45%到至多75%的茂金属催化的聚乙烯a,

其中所述茂金属催化的聚乙烯a具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的至多0.918g/cm3的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至多4.0g/10min的熔体指数mi2;以及

b)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少25%到至多55%的茂金属催化的聚乙烯b;

其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的密度高的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的熔体指数mi2高的熔体指数mi2;

并且其中所述切膜、带或单丝具有至少100分特到至多1500分特的纤度。

4.根据声明1-3中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物具有如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的至少0.910g/cm3到至多0.945g/cm3、并且优选至少0.915g/cm3到至多0.940g/cm3、优选至少0.918g/cm3到至多0.937g/cm3、优选至少0.920g/cm3到至多0.935g/cm3的密度。

5.根据声明1-4中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物具有至少0.2g/10min到至多5.0g/10min、优选至少0.3g/10min到至多2.5g/10min、优选0.4g/10min到至多1.0g/10min的如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的熔体指数mi2。

6.根据声明1-5中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物具有如使用凝胶渗透色谱法测量的至少2.8到至多6.0、例如至多5.0、例如至多4.0、例如至少2.5到至多4.0的分子量分布mw/mn,其中mw是重均分子量并且mn是数均分子量。

7.根据声明1-6中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物具有多峰分子量分布,优选地其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物具有双峰分子量分布。

8.切膜、带或单丝,其包含基于所述切膜、带或单丝的总重量按重量计至少70%的茂金属催化的聚乙烯组合物,所述茂金属催化的聚乙烯组合物具有如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的至少0.910g/cm3到至多0.945g/cm3的密度;以及如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至少0.2g/10min到至多1.5g/10min的熔体指数mi2;以及如使用凝胶渗透色谱法测量的至少2.8到至多6.0的分子量分布mw/mn,其中mw是重均分子量并且mn是数均分子量,其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有多峰分子量分布、优选双峰分子量分布;并且其中所述切膜、带或单丝具有从至少100分特到至多1500分特的纤度。

9.根据声明8的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物包含:

a)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少45%到至多75%的茂金属催化的聚乙烯a,

其中所述茂金属催化的聚乙烯a具有

如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的至多0.918g/cm3的密度;以及

如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至多4.0g/10min的熔体指数mi2;以及

b)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少25%到至多55%的茂金属催化的聚乙烯b;

其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有

如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的密度高的密度;以及

如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的熔体指数mi2高的熔体指数mi2。

10.根据声明1-9中任一项的切膜、带或单丝,其具有至少150分特到至多1200分特、例如从至少200分特到至多1000分特、例如从至少200分特到至多800分特、例如从至少200分特到至多700分特、例如从至少200分特到至多600分特、例如从至少200分特到至多500分特、例如从至少250分特到至多600分特、例如从至少300分特到至多600分特、例如从至少250分特到至多500分特、例如从至少300分特到至多500分特、例如从至少350分特到至多470分特的纤度。

11.根据声明1-10中任一项的切膜、带或单丝,其包含按重量计至少80%、优选按重量计至少90%、优选按重量计至少93%、优选按重量计至少95%、优选按重量计至少97%、优选按重量计至少99%的所述茂金属催化的聚乙烯组合物。

12.根据声明1-11中任一项的切膜、带或单丝,其包含按重量计至少80%到至多100%、优选按重量计至少90%到至多100%、优选按重量计至少93%到至多100%、优选按重量计至少95%到至多100%、优选按重量计至少97%到至多100%、优选按重量计至少99%到至多100%的所述茂金属催化的聚乙烯组合物。

13.根据声明1-12中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯a和/或所述茂金属催化的聚乙烯b是乙烯共聚物。

14.根据声明1-13中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物具有如根据13cnmr测量的按重量计至多30%、优选按重量计至多20%、优选按重量计至多15%、优选按重量计至多10%、优选按重量计至多5%的总共聚单体含量,其中按重量计%基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量。

15.根据声明1-14中任一项的切膜、带或单丝,其中包含在所述茂金属催化的聚乙烯组合物中的所述共聚单体是c3-c12α-烯烃,优选地其中所述c3-c12α-烯烃选自包含以下的组:丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、和1-辛烯,最优选地其中所述c3-c12α-烯烃是1-己烯。

16.根据声明1-15中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物包含按重量计至少48%到至多70%的所述茂金属催化的聚乙烯a,优选按重量计至少49%到至多65%、优选按重量计至少50%到至多60%、优选按重量计至少52%到至多60%、优选按重量计至少53%到至多60%、优选按重量计至少55%到至多60%的所述茂金属催化的聚乙烯a,其中按重量计%基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量。

17.根据声明1-16中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物包含基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少30%到至多52%的所述茂金属催化的聚乙烯b,优选按重量计至少35%到至多48%、优选至少35%到至多51%、优选按重量计至少38%到至多45%的所述茂金属催化的聚乙烯b。

18.根据声明1-17中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物至少部分地通过所述茂金属催化的聚乙烯a和所述茂金属催化的聚乙烯b的物理和/或化学共混来形成。

19.根据声明1-18中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯a具有如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至少0.01g/10min、优选至少0.02g/10min的熔体指数mi2。

20.根据声明1-19中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯a具有如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至多3.0g/10min、优选至多2.0g/10min、优选至多1.50g/10min的熔体指数mi2。

21.根据声明1-20中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯a具有如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至少0.01g/10min、并且优选至多1.50g/10min的熔体指数mi2。

22.根据声明1-21中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯a具有至少0.905g/cm3、优选至少0.908g/cm3、优选至少0.909g/cm3、并且优选至多0.918g/cm3的如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的密度。

23.根据声明1-22中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯a具有单峰分子量分布。

24.根据声明1-23中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯a是使用c3-c12α-烯烃共聚单体的乙烯共聚物,优选地其中所述c3-c12α-烯烃选自包含以下的组:丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、和1-辛烯,最优选地其中所述c3-c12α-烯烃是1-己烯。

25.根据声明1-24中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至少0.5g/10min、优选至少0.8g/10min、优选至少1g/10min、更优选至少5g/10min、优选至少10g/10min、优选至少15g/10min的mi2。

26.根据声明1-25中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至多200g/10min、优选至多150g/10min、优选至多100g/10min、优选至多75g/10min、优选至多50g/10min、例如至少5g/10min到至多150g/10min、例如至少10g/10min到至多100g/10min、例如至少10g/10min到至多50g/10min的mi2。

27.根据声明1-26中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至少0.5g/10min到至多200g/10min的熔体指数mi2。

28.根据声明1-27中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的至少0.920g/cm3、优选至少0.923g/cm3、优选至少0.925g/cm3、例如至少0.926g/cm3、优选至少0.927g/cm3、优选至少0.928g/cm3、优选至少0.930g/cm3、优选至多0.962g/cm3、优选至多0.960g/cm3、优选0.927g/cm3至0.958g/cm3的密度。

29.根据声明1-28中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的至少0.920g/cm3、并且优选至多0.962g/cm3的密度。

30.根据声明1-29任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有单峰分子量分布。

31.根据声明1-30中任一项的切膜、带或单丝,其中所述茂金属催化的聚乙烯b是乙烯均聚物。

32.根据声明1-31中任一项的切膜、带或单丝,其中所述切膜、带或单丝包含按重量计从0%到至多30%、优选按重量计从至少0.005%到至多30%、优选按重量计从至少0.005%到至多25%、优选按重量计从至少0.010%到至多20%、优选按重量计从至少0.10%到至多15%、优选按重量计从至少1.0%到至多10%的一种或多种添加剂,所述添加剂优选地选自包含以下的组:抗氧化剂、uv稳定剂、颜料、加工助剂、酸清除剂、润滑剂、抗静电剂、填料、成核剂、和澄清剂;优选caco3或滑石。

33.根据声明1-32中任一项的切膜、带或单丝,其中所述切膜、带或单丝在沿着作为纵向和横向的两个主方向的强度方面显示出各向异性。

34.根据声明1-33中任一项的切膜、带或单丝,其中所述切膜、带或单丝是经拉伸的。

35.用于制造根据声明1至34中任一项的切膜、带或单丝的工艺,所述工艺包括以下步骤:

a)提供优选如声明1至31中任一项所定义的茂金属催化的聚乙烯组合物;以及

b)将步骤a)的所述聚乙烯组合物成形为切膜、带或单丝;优选成形为具有从至少100分特到至多1500分特的纤度的切膜、带或单丝。

36.用于制造根据声明1至34中任一项的切膜、带的工艺,所述工艺包括以下步骤:

a)提供优选如声明1至31中任一项所定义的茂金属催化的聚乙烯组合物;

b)将步骤a)的所述聚乙烯组合物成形为膜;以及

c)将步骤b)的所述膜分切(纵切,slit)成切膜、带;优选地其中所述膜被分切成具有从至少100分特到至多1500分特的纤度的切膜、带。

37.用于制造根据声明1至34中任一项的切膜或带的工艺,所述工艺包括以下步骤:

-将优选如声明1至31中任一项所定义的茂金属催化的聚乙烯组合物提供到挤出机;以及

-将所述茂金属催化的聚乙烯组合物挤出通过模头以形成挤出膜(优选具有等于或小于250μm的厚度)或挤出片材(优选具有大于250μm的厚度);

-使所述膜或片材凝固,优选地通过使所述膜或片材与冷却表面接触例如通过使其与冷却辊接触、或通过引导其通过水浴而使所述膜或片凝固;

-将所述凝固的膜或片材分切成切膜或带;

-将所述切膜或带在纵向或机器方向上(优选在至少50℃并且至多130℃的温度下并且以优选至少3的牵伸比)牵伸,以获得具有至少100分特到至多1500分特的纤度的切膜或带;

任选地将所述切膜或带退火,优选在退火炉中退火。

38.用于制造根据声明1至34中任一项的带或单丝的工艺,所述工艺包括以下步骤:

-将优选如声明1至31中任一项所定义的茂金属催化的聚乙烯组合物提供到挤出机;以及

-将所述茂金属催化的聚乙烯组合物挤出通过多个模头开口以形成带或单丝;

-将所述带或单丝在纵向或机器方向上优选在至少50℃并且至多130℃的温度下并且以优选至少3的牵伸比牵伸,以获得具有至少100分特到至多1500分特的纤度的带或单丝;

任选地使所述带或单丝退火,优选在退火炉中退火。

39.根据声明35至38中任一项的工艺,其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物是以包含以下步骤的工艺制备的:

i)提供茂金属催化的聚乙烯a;

ii)提供茂金属催化的聚乙烯b;

iii)将所述茂金属催化的聚乙烯a和所述茂金属催化的聚乙烯b共混成所述茂金属催化的聚乙烯组合物。

40.根据声明39的工艺,其中所述共混是通过将所述茂金属催化的聚乙烯a和b物理共混、例如通过熔融共混进行的。

41.根据声明35至38中任一项的工艺,其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物是以包含以下步骤的工艺制备的:

-制备茂金属催化的聚乙烯b;

-在所述茂金属催化的聚乙烯b的存在下制备茂金属催化的聚乙烯a;从而获得所述茂金属催化的聚乙烯组合物。

42.根据声明35至38中任一项的工艺,其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物是以包含以下步骤的工艺制备的:

-制备茂金属催化的聚乙烯a;

-在所述茂金属催化的聚乙烯a的存在下制备茂金属催化的聚乙烯b;从而获得所述茂金属催化的聚乙烯组合物。

43.根据声明35至39或41-42中任一项的工艺,其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物是通过化学共混,例如通过在一个或多个反应器中、优选在串联连接的至少两个反应器中聚合聚乙烯来制备的。

44.根据声明35至39或41-42中任一项的工艺,其中所述茂金属催化的聚乙烯a和所述茂金属催化的聚乙烯b是在优选串联连接的两个单独的反应器中制备的。

45.根据声明35至44中任一项的工艺,其中将所述聚乙烯组合物成形为膜是通过流延吹塑所述聚乙烯组合物进行的。

46.根据声明35至45中任一项的工艺,其中将所述聚乙烯组合物成形为所述膜是通过所述聚乙烯组合物的挤出例如流延平挤、管状挤出或管状吹塑挤出而进行的。

47.根据声明35至46中任一项的工艺,其中所述切膜或带在分切后被拉伸。

48.根据声明35至47中任一项的工艺,其包含使所述切膜或带退火的步骤。

49.制品,其包含根据声明1至34中任一项的或通过根据声明35至48中任一项的工艺生产的切膜、带或单丝。

50.根据声明49的制品,其中所述制品是根据声明1至34中任一项的或通过根据声明35至48中任一项的工艺生产的切膜、带或单丝的织造织物。

51.织物,所述织物包含切膜、带、或单丝,所述切膜、带、或单丝包含基于所述切膜、带或单丝的总重量按重量计至少70%的茂金属催化的聚乙烯组合物;

其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物包含:

a)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少45%到至多75%的茂金属催化的聚乙烯a,

其中所述茂金属催化的聚乙烯a具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的至多0.918g/cm3的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至多4.0g/10min的熔体指数mi2;以及

b)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少25%到至多55%的茂金属催化的聚乙烯b;

其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的密度高的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的熔体指数mi2高的熔体指数mi2。

52.声明51的织物,其中所述切膜、带或单丝是根据声明1至34中任一项的或通过根据声明35至48中任一项的工艺生产的切膜、带或单丝。

53.根据声明51或声明52的织物,所述切膜、带或单丝具有至少100分特到至多1500分特的纤度。

54.根据声明51至53中任一项的织物,所述织物是织造织物或非织造织物,优选织造织物。

55.用于簇绒地毯或人造草的背衬,所述背衬包含根据声明51至54中任一项的织物。

56.根据声明55的背衬,其中根据声明51至54中任一项的织物是主背衬。

57.根据声明55或声明56的背衬,其包含至少一个辅助背衬。

58.根据声明1至34中任一项的或通过根据声明35至48中任一项的工艺生产的切膜、带或单丝用于制备制品、优选织造织物的用途。

59.根据声明49至54中任一项的制品例如织造织物作为背衬材料,优选作为地毯中、更优选簇绒地毯中并且最优选人造草皮中的背衬材料的用途。

60.根据声明49至54中任一项的制品作为工业类型包、袋子或包装;绳子或缆索;人造草皮或土工织物的用途。

61.人造草皮,其包含根据声明1至34中任一项的或通过声明35至48中任一项生产的切膜、带或单丝,优选地其中所述切膜、带或单丝用于所述草皮的背衬、优选所述人造草皮的主背衬。

62.人造草皮,其包含根据声明55至57中任一项的背衬。

63.根据声明61或声明62的人造草皮,其包含草纱。

64.根据声明61至63中任一项的人造草皮,其包含草纱,其中所述草纱包含聚乙烯,优选按重量计至少70%、优选按重量计至少80%、优选按重量计至少90%、优选按重量计至少93%、优选按重量计至少95%、优选按重量计至少97%、优选按重量计至少99%的聚乙烯。

65.根据声明61至64中任一项的人造草皮,其包含草纱,其中所述草纱包含茂金属催化的聚乙烯,优选按重量计至少70%、优选按重量计至少80%、优选按重量计至少90%、优选按重量计至少93%、优选按重量计至少95%、优选按重量计至少97%、优选按重量计至少99%的茂金属催化的聚乙烯。

66.根据声明61至65中任一项的人造草皮,其包含草纱,其中所述草纱包含所述茂金属催化的聚乙烯组合物,优选按重量计至少70%、优选按重量计至少80%、优选按重量计至少90%、优选按重量计至少93%、优选按重量计至少95%、优选按重量计至少97%、优选按重量计至少99%的所述茂金属催化的聚乙烯组合物。

67.根据声明61至66中任一项的人造草皮,其中所述至少一个背衬包含主背衬。

68.根据声明61至67中任一项的人造草皮,其中所述至少一个背衬包含主背衬和辅助背衬。

69.根据声明61至68中任一项的人造草皮,其中所述草纱被缝合、织造(编织)、打结到所述至少一个背衬、优选所述主背衬中。

70.根据声明61至69中任一项的人造草皮,其中所述至少一个背衬、优选所述主背衬包含根据声明1至34中任一项的切膜或带。

71.根据声明61至70中任一项的人造草皮,其包含辅助背衬,优选所述辅助背衬包含胶乳、优选聚烯烃、优选聚乙烯或聚乙烯共聚物。

72.用于制造根据声明61至71中任一项的人造草皮的工艺,所述工艺包含以下步骤:

-使用切膜、带或单丝形成至少一个背衬,所述切膜、带或单丝包含基于所述切膜、带或单丝的总重量按重量计至少70%的茂金属催化的聚乙烯组合物;

其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物包含:

a)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少45%到至多75%的茂金属催化的聚乙烯a,

其中所述茂金属催化的聚乙烯a具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的至多0.918g/cm3的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至多4.0g/10min的熔体指数mi2;以及

b)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少25%到至多55%的茂金属催化的聚乙烯b;

其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的密度高的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的熔体指数mi2高的熔体指数mi2;

-以及使用所述至少一个背衬来制备所述人造草皮。

73.根据声明72的工艺,所述工艺进一步包含以下步骤:

-将草纱附着到所述至少一个背衬,优选地其中所述草纱包含聚乙烯,优选按重量计至少70%、优选按重量计至少80%、优选按重量计至少90%、优选按重量计至少93%、优选按重量计至少95%、优选按重量计至少97%、优选按重量计至少99%的聚乙烯。

74.根据声明72或73的工艺,所述工艺进一步包含施加辅助背衬的步骤。

75.根据声明72至74中任一项的工艺,其中所述至少一个背衬包含根据声明1至34中任一项的切膜、带或单丝,或者其中所述至少一个背衬是根据声明55至57中任一项的背衬。

在整个本申请中,术语“聚乙烯”和“聚乙烯聚合物”可以同义地使用。

如本文中使用的术语“切膜、带或单丝”是本领域中众所周知的,并且旨在指具有某些规定的厚度和宽度尺寸的带。在整个本申请中,术语“切膜”、“带”或“单丝”旨在指单向取向的聚合物产品,其优选具有至少100分特到至多1500分特、优选至少100分特到至多1250分特、优选至少100分特到至多1000分特、优选至少100分特到至多900分特、优选至少100分特到至多800分特、优选至少100分特到至多700分特、优选至少100分特到至多600分特的纤度。分特是带的每长度的重量的量度(g/10000m),并且可以通过本领域种已知的标准称重和测量工具进行测量。在一些实施方式中,“带”和“切膜”可具有矩形或正方形横截面,而“单丝”可优选具有更复杂的横截面,如圆形、椭圆形、卵形、三角形、星形的…。

应当理解,所述切膜、带和单丝还可以用在用于簇绒地毯的背衬、优选主背衬中。

对于人造草皮的背衬,人们必须找到强度、柔性、抗蠕变性等之间的恰当折衷。

在一些实施方式中,当纤度太高时,在所述切膜、带或单丝的织造期间,特别是在将所述切膜、带或单丝织造到用于人造草皮的背衬期间可能发生太高的摩擦和/或粉尘形成。当包含具有太高纤度的切膜、带和单丝的所述背衬被用于生产人造草皮时,在簇绒步骤期间,所述背衬可能为太有棱纹的(ridged),从而导致草纱的精确定位和取向的问题。这最终可能导致在最终人造草皮中的条纹形成。太高的纤度还可能导致就缝合而言较低的柔性,尤其是当所述切膜、带和单丝太宽时。

当纤度过低时,所述切膜、带或单丝可能不能够承受制造人造草皮所需的织造步骤和簇绒步骤。所述切膜、带或单丝可能断裂或变形,这最终可能在人造草皮中导致条纹和缺陷。太低的纤度还可能不能够为人造草皮提供需要的尺寸稳定性、尤其是抗蠕变性。由具有太低纤度的切膜、带或单丝制成的主背衬在施加辅助背衬例如烘干的胶乳或优选挤出在所述主背衬上的聚烯烃涂层时可能不提供需要的耐热性。

在一种优选的实施方式中,以至少2、优选至少3、优选至少5、优选至少10、优选至少12的牵伸比提供切膜、带或单丝。

优选地,根据本发明的切膜、带或单丝显示出在强度方面的各向异性。沿着纵向或牵伸方向的强度可以显著地高于横向上的强度,优选为横向上的强度的至少1.2倍高、优选至少1.5倍高、优选至少2.0倍高、优选至少4.0倍高、并且优选至少10.0倍高。

根据本发明,切膜、带或单丝包含按重量计至少70%的茂金属催化的聚乙烯组合物;所述组合物包含至少两种聚乙烯:

茂金属催化的聚乙烯a,其具有

如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的至多0.918g/cm3的密度;以及

如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至多4.0g/10min的熔体指数mi2;以及

茂金属催化的聚乙烯b,其具有

如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的密度高的密度;以及

如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的熔体指数mi2高的熔体指数mi2。

在整个本申请中,当对于所述茂金属催化的聚乙烯组合物给出密度时,除非另外说明,否则此密度是对经造粒的茂金属催化的聚乙烯组合物测量的。当对于所述茂金属催化的聚乙烯b给出密度时,除非另外说明,否则所述密度是对绒毛测量的。当对于所述茂金属催化的聚乙烯a给出密度时,如果可能获得单独的绒毛,则所述密度是对绒毛测量的。当所述茂金属催化的聚乙烯a和所述茂金属催化的聚乙烯b已经混合时,则除非另外说明,否则所述茂金属催化的聚乙烯a的密度由所述茂金属催化的聚乙烯组合物的测量密度和所述茂金属催化的聚乙烯b的测量密度来计算。

如本文中使用的术语“聚乙烯树脂”或“聚乙烯组合物”是指经挤出、和/或熔融和/或造粒的并且可以通过如本文所教导的聚乙烯树脂的配混和均质化(例如,使用混合和/或挤出机设备)来制备的聚乙烯绒毛或粉末。除非另外说明,否则用于定义所述聚乙烯组合物或其聚乙烯级分之一的所有参数都是如对聚乙烯粒料测量的。

如本文中使用的术语“绒毛”或“粉末”是指在每个粒子的芯处具有固体催化剂颗粒的聚乙烯材料,并且被定义为其离开聚合反应器(或者在串联连接的多个反应器的情况下最后的聚合反应器)之后的聚合物材料。

术语“粒料”是指已经被造粒、例如通过熔融挤出被造粒的聚乙烯树脂。如本文中使用的,术语“挤出”或“挤出过程(工艺)”、“造粒”在本文中作为同义词使用并且是指将聚烯烃树脂转化为“聚烯烃产物”或在造粒后转化为“粒料”的过程。造粒过程优选地包含串联连接的若干装置,所述装置包括挤出机中的一个或多个旋转螺杆、模头以及用于将挤出的长丝切割成粒料的工具。

可以通过在至少一种茂金属催化剂体系的存在下使乙烯与任选的一种或多种共聚单体以及任选的氢气聚合来生产用于如本文中描述的切膜、带或单丝中的茂金属催化的聚乙烯。

如本文中使用的,术语“共聚单体”是指适合于与α-烯烃单体一起聚合的烯烃共聚单体。共聚单体可以包含但不限于脂肪族c3-c20α-烯烃、优选c4-c12α-烯烃。合适的脂肪族c3-c20α-烯烃的实例包括丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯、和1-二十烯。在一些优选的实施方式中,所述共聚单体是1-己烯。

如本文中使用的术语“乙烯共聚物”旨在涵盖由衍生自乙烯和至少一种其它c3-c20α烯烃共聚单体的重复单元组成的聚合物,优选地其中所述共聚单体是1-己烯。

如本文中使用的术语“乙烯均聚物”旨在涵盖基本上由衍生自乙烯的重复单元组成的聚合物。在本上下文中,术语“基本上”旨在指可以例如包含如例如通过13cnmr光谱法测定的按重量计至少99.8%、优选99.9%的衍生自乙烯的重复单元的均聚物。

如本文中使用的,术语“单峰聚乙烯”或“具有单峰分子量分布的聚乙烯”是指在其分子量分布曲线中具有一个极大值的聚乙烯,所述曲线也被定义为单模态分布曲线。如本文中使用的,术语“具有双峰分子量分布的聚乙烯”或“双峰聚乙烯”意指具有为两条单模态分子量分布曲线之和的分布曲线的聚乙烯,并且是指具有各自具有不同重均分子量的两个有区别但可能重叠的聚乙烯大分子群的聚乙烯产物。术语“具有多峰分子量分布的聚乙烯”或“多峰聚乙烯”意指具有为至少两条、优选多于两条单模态分布曲线之和的分布曲线的聚乙烯,并且是指具有各自具有不同重均分子量的两个或更多个有区别但可能重叠的聚乙烯大分子群的聚乙烯产物。多峰聚乙烯可具有“表观单峰”分子量分布,其是具有单峰且无肩峰的分子量分布曲线。然而,如果如以上定义,聚乙烯包含各自具有不同重均分子量的两个有区别的聚乙烯大分子群,例如当这两个有区别的群在不同反应器中和/或在不同条件下和/或用不同催化剂制备时,则所述聚乙烯仍将是多峰的。

具有多峰分子量分布的聚乙烯可以通过具有不同分子量分布的至少两种聚乙烯级分的化学或物理共混来获得。在一些实施方式中,具有多峰分子量分布的聚乙烯可以通过在聚乙烯颗粒水平下共混来获得,其中聚乙烯的不同级分可以通过以下获得:在不同聚合条件下运行两个反应器并且将第一级分转移到第二反应器,即所述反应器是串联连接的。

如本文中使用的,术语“催化剂”是指引起聚合反应速率变化的物质。它尤其适用于适合于将乙烯聚合成聚乙烯的催化剂。本发明尤其涉及在茂金属催化剂体系的存在下制备的聚乙烯。如本文中使用的,术语“茂金属催化的聚乙烯”是指在茂金属催化剂的存在下制备的聚乙烯。

本文中使用术语“茂金属催化剂”或简称“茂金属”来描述任何包括与一种或多种配体键合的金属原子的过渡金属络合物。优选的茂金属催化剂是周期表的第iv族过渡金属例如钛、锆、铪等的化合物,并且具有拥有金属化合物和由环戊二烯基、茚基、芴基或其衍生物中的一种或两种基团构成的配体的配位结构。取决于所希望的聚合物,可以改变茂金属的结构和几何形状以适应生产商的具体需求。茂金属典型地包含单个金属位点,这允许聚合物的支化和分子量分布的更多控制。单体被插入金属与聚合物生长链之间。

优选地,用于制备所述茂金属催化的聚乙烯组合物、所述茂金属催化的聚乙烯a和所述茂金属催化的聚乙烯b的茂金属催化剂体系包含具有式(i)或(ii)的化合物

(ar)2mq2(i);或r”(ar)2mq2(ii),

其中根据式(i)的茂金属是非桥接的茂金属,并且根据式(ii)的茂金属是桥接的茂金属;

其中所述根据式(i)或(ii的茂金属具有两个可以彼此相同或不同的键合至m的ar;

其中ar是芳香族环、基团或部分并且其中每个ar独立地选自由环戊二烯基、茚基(ind)、四氢茚基(thi)、和芴基组成的组,其中所述基团中的每一个可以任选地被一个或多个取代基取代,所述取代基各自独立地选自由卤素、氢甲硅烷基、具有1至20个碳原子的烃基、和其中r”’是具有1至20个碳原子的烃基的sir”’3组成的组;并且其中所述烃基任选地含有一个或多个选自包含以下的组的原子:b、si、s、o、f、cl、和p;

其中m是选自由钛、锆、铪、和钒组成的组的过渡金属;并且优选地m是锆;

其中每个q独立地选自由卤素、具有1至20个碳原子的烃氧基、和具有1至20个碳原子的烃基组成的组并且其中所述烃基任选地含有一个或多个选自包含以下的组的原子:b、si、s、o、f、cl、和p;并且

其中r”是桥接两个ar基团并且选自由c1-c20亚烷基、锗、硅、硅氧烷、烷基膦、和胺组成的组的二价基团或部分,并且其中所述r”任选地被一个或多个取代基取代,所述取代基各自独立地选自由卤素、氢甲硅烷基、具有1至20个碳原子的烃基、和其中r是具有1至20个碳原子的烃基的sir3组成的组;并且其中所述烃基任选地含有一个或多个选自包含以下的组的原子:b、si、s、o、f、cl、和p。

优选地,所述茂金属包含桥接的双-茚基和/或桥接的双-四氢化茚基组分。在一种实施方式中,所述茂金属可以选自以下式(iiia)或(iiib)之一:

其中式(iiia)或(iiib)中的每个r是相同或不同的并且独立地选自氢或xr’v,其中x选自周期表第14族(优选碳)、氧或氮并且每个r’是相同或不同的并且选自氢或具有从1至20个碳原子的烃基并且v+1是x的化合价,优选r是氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基;r”是在两个茚基或四氢化茚基之间的结构桥,其包含c1-c4亚烷基自由基,二烷基锗、硅或硅氧烷,或者烷基膦或胺自由基;q是具有从1至20个碳原子的烃基自由基或卤素,优选q是f、cl或br;并且m是来自周期表第4族的过渡金属或钒。

每个茚基或四氢茚基组分可以在稠合的环的任意者中的一个或多个位置处以相同的方式或彼此不同地被r取代。每个取代基是独立选择的。如果环戊二烯基环被取代,则其取代基基团优选不体积大到以至于影响烯烃单体与金属m的配位。环戊二烯基环上的任何取代基xr’v优选是甲基。更优选地,至少一个并且最优选全部两个环戊二烯基环是未取代的。在一种特别优选的实施方式中,所述茂金属包含桥接的未取代的双-茚基和/或双-四氢化茚基,即所有r都是氢。更优选地,所述茂金属包含桥接的未取代的双-四氢化茚基。

茂金属催化剂的说明性实例包含但不限于双(环戊二烯基)二氯化锆(cp2zrcl2)、双(环戊二烯基)二氯化钛(cp2ticl2)、双(环戊二烯基)二氯化铪(cp2hfcl2);双(四氢茚基)二氯化锆、双(茚基)二氯化锆、和双(正丁基-环戊二烯基)二氯化锆;亚乙基双(4,5,6,7-四氢-1-茚基)二氯化锆、亚乙基双(1-茚基)二氯化锆、二甲基亚甲硅基双(2-甲基-4-苯基-茚-1-基)二氯化锆、二苯基亚甲基(环戊二烯基)(芴-9-基)二氯化锆、和二甲基亚甲基[1-(4-叔丁基-2-甲基-环戊二烯基)](芴-9-基)二氯化锆。最优选地,所述茂金属是亚乙基-双(四氢茚基)二氯化锆或亚乙基-双(四氢茚基)二氟化锆。

如本文中使用的,术语“具有1至20个碳原子的烃基”是指选自包含以下的组的部分:线型或支化的c1-c20烷基;c3-c20环烷基;c6-c20芳基;c7-c20烷基芳基和c7-c20芳基烷基,或其任何组合。示例性烃基是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、异戊基、己基、异丁基、庚基、辛基、壬基、癸基、鲸蜡基、2-乙基己基、和苯基。

如本文中使用的,术语“具有1至20个碳原子的烃氧基”是指具有式烃基-o-的部分,其中如本文描述的,所述烃基具有1至20个碳原子。优选的烃氧基基团选自包含以下的组:烷基氧基、烯基氧基、环烷基氧基或芳烷氧基。

如本文中使用的,术语“烷基”(本身或作为另一取代基的部分)是指具有1个或多个碳原子、例如1至12个碳原子、例如1至6个碳原子、例如1至4个碳原子的通过碳-碳单键连接的直链或支化的饱和烃基团。当本文中跟在碳原子之后使用下标时,所述下标是指所命名基团可以含有的碳原子数。因此,例如c1-12烷基意指具有1至12个碳原子的烷基。烷基的实例是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、戊基及其链异构体、己基及其链异构体、庚基及其链异构体、辛基及其链异构体、壬基及其链异构体、癸基及其链异构体、十一烷基及其链异构体、十二烷基及其链异构体。烷基具有通式cnh2n+1。

如本文中使用的,术语“环烷基”(本身或作为另一取代基的部分)是指饱和的或部分饱和的环烷基自由基。环烷基具有通式cnh2n-1。当本文中跟在碳原子之后使用下标时,所述下标是指所命名基团可以含有的碳原子数。因此,c3-6环烷基的实例包括环丙基、环丁基、环戊基、或环己基。

如本文中使用的,术语“芳基”(本身或作为另一取代基的部分)是指衍生自芳香族环的自由基例如苯基、萘基、茚满基、或1,2,3,4-四氢-萘基。当本文中跟在碳原子之后使用下标时,所述下标是指所命名基团可以含有的碳原子数。

如本文中使用的,术语“烷基芳基”(本身或作为另一取代基的部分)是指其中氢原子被如本文中所定义的烷基代替的如本文中所定义的芳基。当本文中跟在碳原子之后使用下标时,所述下标是指所命名基团或子基团可以含有的碳原子数。

如本文中使用的,术语“芳基烷基”(本身或作为另一取代基的部分)是指其中氢原子被如本文中所定义的芳基代替的如本文中所定义的烷基。当本文中跟在碳原子之后使用下标时,所述下标是指所命名基团可以含有的碳原子数。c6-10芳基c1-6烷基自由基的实例包括苄基、苯乙基、二苄基甲基、甲基苯基甲基、3-(2-萘基)-丁基等。

如本文中使用的,术语“亚烷基”(本身或作为另一取代基的部分)是指这样的烷基:其是二价的,即具有两个单键用于与两个其它基团连接。亚烷基可以是线型或支化的并且可以如本文中所示那样被取代。亚烷基的非限制性实例包括亚甲基(-ch2-)、亚乙基(-ch2-ch2-)、甲基亚甲基(-ch(ch3)-)、1-甲基-亚乙基(-ch(ch3)-ch2-)、亚正丙基(-ch2-ch2-ch2-)、2-甲基亚丙基(-ch2-ch(ch3)-ch2-)、3-甲基亚丙基(-ch2-ch2-ch(ch3)-)、亚正丁基(-ch2-ch2-ch2-ch2-)、2-甲基亚丁基(-ch2-ch(ch3)-ch2-ch2-)、4-甲基亚丁基(-ch2-ch2-ch2-ch(ch3)-)、亚戊基及其链异构体、亚己基及其链异构体、亚庚基及其链异构体、亚辛基及其链异构体、亚壬基及其链异构体、亚癸基及其链异构体、亚十一烷基及其链异构体、亚十二烷基及其链异构体。当本文中跟在碳原子之后使用下标时,所述下标是指所命名基团可以含有的碳原子数。例如,c1-c20亚烷基是指具有在1与20个之间的碳原子的亚烷基。

示例性卤素原子包括氯、溴、氟和碘,其中氟和氯是优选的。

本文中使用的茂金属催化剂优选地在固体载体上提供。所述载体可以是与常规茂金属催化剂的任意组分在化学上不具有反应性的惰性有机或无机固体。用于所述负载催化剂的合适的载体材料包括固体无机氧化物,例如二氧化硅,氧化铝,氧化镁,氧化钛,氧化钍,以及二氧化硅与一种或多种第2族或第13族金属氧化物的混合氧化物例如二氧化硅-氧化镁和二氧化硅-氧化铝混合氧化物。二氧化硅,氧化铝,以及二氧化硅与一种或多种第2族或第13族金属氧化物的混合氧化物是优选的载体材料。此类混合氧化物的优选实例是二氧化硅-氧化铝。最优选的是二氧化硅化合物。在一种优选的实施方式中,所述茂金属催化剂提供在固体载体、优选二氧化硅载体上。所述二氧化硅可以呈粒状的、附聚的、热解的或其它形式。

在一种实施方式中,所述茂金属催化剂的载体是具有包括在200与900m2/g之间的表面积的多孔载体、并且优选多孔二氧化硅载体。在另一实施方式中,所述聚合催化剂的载体是具有包括在0.5与4ml/g之间的平均孔体积的多孔载体、并且优选多孔二氧化硅载体。在又一实施方式中,所述聚合催化剂的载体是优选如在us2013/0211018a1(将其特此完全引入作为参考)中描述的多孔载体。在一些实施方式中,所述聚合催化剂的载体是具有包括在50与之间、并且优选在75与之间的平均孔径的多孔载体、并且优选多孔二氧化硅载体。

在一些实施方式中,所述载体具有至多150μm、优选至多100μm、优选至多75μm、优选至多50μm、优选至多25μm、优选至多15μm的d50。d50被定义为以下粒度:对于所述粒度,按重量计五十百分比的颗粒具有低于该d50的尺寸。

可以根据国际标准iso13320:2009(“粒度分析-激光衍射方法(particlesizeanalysis-laserdiffractionmethods)”)进行粒度的测量。

例如,d50可以通过筛分、通过bet表面测量、或通过激光衍射分析来测量。例如,可以有利地使用malverninstruments的激光衍射系统。可以通过在malvern型分析仪上的激光衍射分析来测量粒度。可以在将负载催化剂悬浮在环己烷中之后,通过在malvern型分析仪上的激光衍射分析来测量粒度。合适的malvern系统包括malvern2000、malvernmastersizer(例如mastersizers)、malvern2600和malvern3600系列。此类仪器连同其操作手册满足或甚至超过了iso13320标准中阐述的要求。malvernmastersizer(如mastersizers)也可能是有用的,因为通过应用米氏(mie)理论、使用适当的光学手段,它可以更精确地测量朝着范围下端、例如对于小于8μm的平均粒度的d50。

优选地,使负载的茂金属催化剂活化。使所述茂金属催化剂组分活化的助催化剂可以是为此目的已知的任何助催化剂,如含铝助催化剂、含硼助催化剂或氟化的催化剂。所述含铝助催化剂可以包含铝氧烷、烷基铝、路易斯酸和/或氟化的催化性载体。

在一种实施方式中,将铝氧烷用作用于所述茂金属催化剂的活化剂。所述铝氧烷可以与催化剂结合使用,以便改进聚合反应期间所述催化剂的活性。

如本文中使用的,术语“铝氧烷”和“铝烷”可互换地使用,并且是指能够使所述茂金属催化剂活化的物质。在一种实施方式中,铝氧烷包含低聚的线型和/或环状烷基铝氧烷。在一种进一步的实施方式中,所述铝氧烷具有式(iv)或(v)

ra-(al(ra)-o)x-alra2(iv),对于低聚的线型铝氧烷;或

(-al(ra)-o-)y(v),对于低聚的环状铝氧烷

其中x是1-40、并且优选10-20;

其中y是3-40、并且优选3-20;并且

其中每个ra独立地选自c1-c8烷基,并且优选地ra是甲基。在一种优选的实施方式中,所述铝氧烷是甲基铝氧烷(mao)。

在一种优选的实施方式中,所述茂金属催化剂是负载的茂金属-铝氧烷催化剂,其包含结合在多孔二氧化硅载体上的茂金属和铝氧烷。优选地,所述茂金属催化剂是桥接的双-茚基催化剂和/或桥接的双-四氢化茚基催化剂。

可使用一种或多种由式airbx表示的烷基铝作为附加的助催化剂,其中每个rb是相同或不同的并且选自卤素或具有从1至12个碳原子的烷氧基或烷基,并且x是从1至3。非限制性实例是三乙基铝(teal)、三异丁基铝(tibal)、三甲基铝(tma)、和甲基-甲基-乙基铝(mmeal)。尤其合适的是三烷基铝,最优选的是三异丁基铝(tibal)和三乙基铝(teal)。

在一些优选的实施方式中,用于制备所述茂金属催化的聚乙烯a的茂金属催化剂与用于制备所述茂金属催化的聚乙烯b的茂金属催化剂相同。

在一些实施方式中,所述切膜、带或单丝包含按重量计至少75%到至多100%的所述茂金属催化的聚乙烯组合物;优选地其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物具有多峰分子量分布,其中按重量计%基于所述切膜或带的总重量。优选地所述切膜、带或单丝包含按重量计至少78%到至多100%、优选按重量计至少82%到至多100%、优选按重量计至少87%到至多100%、优选按重量计至少95%到至多100%、优选按重量计至少97%到至多100%、优选按重量计至少99%到至多100%的所述茂金属催化的聚乙烯组合物。

在一些实施方式中,用于所述切膜、带或单丝中的所述茂金属催化的聚乙烯组合物具有至少0.910g/cm3到至多0.945g/cm3、优选0.916g/cm3到至多0.940g/cm3、优选至少0.920g/cm3到至多0.940g/cm3、优选至少0.925g/cm3到至多0.940g/cm3、优选至少0.930g/cm3到至多0.940g/cm3的如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的密度。

在一些实施方式中,用于所述切膜、带或单丝中的所述茂金属催化的聚乙烯组合物具有至少0.2g/10min到至多5.0g/10min、优选至少0.3g/10min到至多2.5g/10min、优选至少0.2g/10min到至多2.5g/10min、或优选至少0.4g/10min到至多1.0g/10min的如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的熔体指数mi2。

在一些优选的实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯组合物具有如使用凝胶渗透色谱法测量的至少2.8到至多6.0、例如至多5.0、例如至多4.5、例如至少2.8到至多4.0的分子量分布mw/mn,其中mw是重均分子量并且mn是数均分子量。

在一些优选的实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯组合物是使用c3-c12α-烯烃共聚单体的乙烯共聚物。优选地共聚单体是选自包含以下的组的c4-c12α-烯烃:1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、和1-辛烯,最优选地所述c4-c12α-烯烃是1-己烯。在一些优选的实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯组合物具有如根据nmr测量的、基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至多10%、优选按重量计至多8%、优选按重量计至多6%、优选按重量计至多5%的1-己烯共聚单体含量。

在一些实施方式中,本文中提供的切膜、带或单丝包含按重量计至少70%到至多100%的所述茂金属催化的聚乙烯组合物,所述茂金属催化的聚乙烯组合物优选具有多峰分子量分布、更优选双峰分子量分布,并且包含:

a)按重量计至少45%到至多75%的茂金属催化的聚乙烯a,其中按重量计%基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量;以及

b)按重量计至少25%到至多55%的茂金属催化的聚乙烯b,其中按重量计%基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量。

所述茂金属催化的聚乙烯a可以由所述茂金属催化的聚乙烯组合物通过用制备型升温洗脱分级(tref)将所述茂金属催化的聚乙烯组合物分级为两个级分来获得。在一些优选的实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯a可以具有单峰分子量分布。tref可以在来自polymerchar的配备有红外检测器的tref型号200系列仪器上进行。可以将所述样品在1,2-二氯苯中溶解,例如在150℃下溶解1h。

在一些优选的实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯a具有如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的至多0.918g/cm3、例如至多0.917g/cm3、例如至多0.916g/cm3、例如至多0.915g/cm3、例如至多0.914g/cm3的密度。

在一些优选的实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯a的熔体指数mi2是至多3.5g/10min、优选至多2.5g/10min、更优选至多1.5g/10min,其是如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的。

在一些优选的实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯a是使用c4-c12α-烯烃共聚单体的乙烯共聚物,优选地其中所述c4-c12α-烯烃选自包含以下的组:丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、和1-辛烯,最优选地其中所述c4-c12α-烯烃是1-己烯。

所述茂金属催化的聚乙烯b可以由所述茂金属催化的聚乙烯组合物通过用制备型tref将所述茂金属催化的聚乙烯组合物分级为两个级分来获得。在一些优选的实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯b具有单峰分子量分布。

所述茂金属催化的聚乙烯b具有比所述茂金属催化的聚乙烯a的密度高的密度;以及比所述茂金属催化的聚乙烯a的熔体指数mi2高的熔体指数mi2。

在一些实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯b是乙烯均聚物。

在一些优选的实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯b具有如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至少1.0g/10min、优选至少5.0g/10min、优选至少10.0g/10min、优选至少15.0g/10min的mi2。

在一些优选的实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯b具有至多180g/10min、优选至多160g/10min、优选至多120g/10min、优选至多80g/10min、优选至多60g/10min的mi2。

在一些优选的实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯b具有至少0.5g/10min到至多180g/10min、优选至少1.0g/10min到至多160g/10min、优选至少5.0g/10min到至多100g/10min、优选至少5.0g/10min到至多80g/10min、优选至少10g/10min到至多50g/10min的mi2。

在一些优选的实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯组合物包含按重量计至少48%到至多70%的所述茂金属催化的聚乙烯a、优选按重量计至少49%到至多68%的所述茂金属催化的聚乙烯a、优选按重量计至少50%到至多65%的所述茂金属催化的聚乙烯a,其中按重量计%基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量。

在一些优选的实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯组合物包含按重量计至少35%到至多52%的所述茂金属催化的聚乙烯b、优选按重量计至少35%到至多51%的所述茂金属催化的聚乙烯b、优选按重量计至少38%到至多50%的所述茂金属催化的聚乙烯b,其中按重量计%基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量。

在一些实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯组合物可以通过将聚乙烯所述茂金属催化的聚乙烯a和所述茂金属催化的聚乙烯b化学共混来制备。例如,所述茂金属催化的聚乙烯组合物可以在至少两个在不同条件下运行的序列聚合反应器中制备,其中第一聚乙烯级分在第一反应器中制备,并且第二聚乙烯级分在第二反应器中在所述第一聚乙烯级分的存在下制备。例如,可以在每个反应器中独立地控制氢气浓度和/或共聚单体含量,以产生所述茂金属催化的聚乙烯组合物。

对于所述茂金属催化的聚乙烯a、所述茂金属催化的聚乙烯b、和/或所述茂金属催化的聚乙烯组合物而言的乙烯的聚合可以在气相、溶液相或淤浆相中进行。在一些优选的实施方式中,对于所述茂金属催化的聚乙烯a、所述茂金属催化的聚乙烯b、和/或所述茂金属催化的聚乙烯组合物而言的乙烯的聚合在淤浆中、优选在淤浆环管反应器或连续搅拌反应器中进行。例如,所述聚乙烯可以在淤浆环管反应器系统中制备。

在一些优选的实施方式中,茂金属催化的聚乙烯组合物以包含以下步骤的工艺制备:

(a)将乙烯单体、稀释剂、至少一种茂金属催化剂、任选的氢气、以及任选的一种或多种烯烃共聚单体进料到至少一个第一反应器、优选淤浆反应器、优选淤浆环管反应器中;在所述第一反应器中使所述乙烯单体、和所述任选的一种或多种烯烃共聚单体(优选如本文中所定义的)在所述茂金属催化剂以及任选的氢气的存在下聚合以产生茂金属催化的第一聚乙烯;

(b)将所述茂金属催化的第一聚乙烯进料到与所述第一反应器串联连接的第二反应器、优选淤浆反应器、优选淤浆环管反应器中,并且在所述第二反应器中使乙烯、和任选的一种或多种烯烃共聚单体在所述第一聚乙烯级分以及任选的氢气的存在下聚合,从而产生所述茂金属催化的聚乙烯组合物。

在一些优选的实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯a是第一聚乙烯并且在至少两个序列聚合反应器的第一反应器中制备,并且所述茂金属催化的聚乙烯b在至少两个序列聚合反应器的第二反应器中制备。

在一些实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯b是第一聚乙烯并且在至少两个序列聚合反应器的第一反应器中制备,并且所述茂金属催化的聚乙烯a在至少两个序列聚合反应器的第二反应器中制备。

优选地,这两个反应器可以在“颠倒(inverse)”(本文中也称作“反向(reverse)”)配置的共聚单体/氢气分流模式下运行,其中第一低分子量(高熔体指数)、高密度的茂金属催化的聚乙烯b是在第一反应器中制备的并且第二高分子量(低熔体指数)、低密度的茂金属催化的聚乙烯a是在第二反应器中制备的。在这种情况下,第一聚乙烯在转移到第二反应器之前不需要脱气。所述茂金属催化的聚乙烯b优选地基本上不含共聚单体,特别是为了至少0.960g/cm3的所述茂金属催化的聚乙烯b的密度。

这与如下的“正向(direct)”配置相反:其中第一高分子量、低密度的茂金属催化的聚乙烯a是在第一反应器中制备的并且第二低分子量、高密度的茂金属催化的聚乙烯b是在第二反应器中制备的,在这种情况下,优选将所述茂金属催化的聚乙烯a脱气以便基本上除去所有未聚合的共聚单体并且因此使得所述茂金属催化的聚乙烯b基本上不含共聚单体,特别是为了至少0.960g/cm3的所述茂金属催化的聚乙烯b的密度。

如本文中使用的,术语“环管反应器”和“淤浆环管反应器”在本文中可以互换地使用。在某些实施方式中,每个环管反应器可以包括限定反应器路径的互连管道。在某些实施方式中,每个环管反应器可以包括:至少两个竖直管道、至少一个反应器管路上部段、至少一个反应器管路下部段,其通过接头首尾相连以形成完整的环管;一个或多个进料管线;一个或多个出口;每条管道一个或多个冷却夹套;以及一个泵,从而限定了聚合物淤浆的连续流动路径。这些管道段的竖直部分优选地提供有冷却夹套。可以通过在反应器的这些夹套中循环的冷却水来提取聚合热。所述环管反应器优选地以满液体模式运行。

在某些实施方式中,所述工艺前面可以是预聚合步骤。在某些实施方式中,所述预聚合可以在与第一环管反应器串联连接的预聚合(或另外的或第三)淤浆环管反应器中进行。在某些实施方式中,所述预聚合步骤可以包含在与第一环管反应器串联连接的所述预聚合环管反应器中在所述茂金属催化剂的存在下使乙烯预聚合。

当在至少两个串联连接的反应器的第二反应器中制备所述金属催化的聚乙烯a时,所述茂金属催化的聚乙烯a的密度与如对于绒毛测量的所述茂金属催化的聚乙烯b的密度通过以下表达式相关联:

d最终=wb*db+wa*da

其中d最终是最终聚乙烯绒毛的密度,wb是所述茂金属催化的聚乙烯b的重量分数,db是如对于绒毛测量的所述茂金属催化的聚乙烯b的密度,wa是所述茂金属催化的聚乙烯a的重量分数,da是所述茂金属催化的聚乙烯a的密度,并且其中茂金属催化的聚乙烯b和茂金属催化的聚乙烯a二者的按重量计的总和(wb+wa)是1。

在一些实施方式中,当在至少两个串联连接的反应器的第二反应器中制备所述茂金属催化的聚乙烯a时,基于所述茂金属催化的聚乙烯b和最终的茂金属催化的聚乙烯组合物的测量的熔体指数和聚乙烯含量来计算所述茂金属催化的聚乙烯a的mi2。

所述茂金属催化的聚乙烯a的mi2使用以下表达式计算,优选当在四氢茚基茂金属催化剂的存在下制备时使用以下表达式计算:

logmi2最终=wa*log(mi2a)+wb*log(mi2b)

其中mi2最终是所述茂金属催化的聚乙烯组合物的最终熔体指数mi2,wb是所述茂金属催化的聚乙烯b的重量分数,mi2b是对离开第一反应器的绒毛测量的所述茂金属催化的聚乙烯b的mi2,wa是所述茂金属催化的聚乙烯a的重量分数,mi2a是如所计算的所述茂金属催化的聚乙烯a的mi2,并且其中所述茂金属催化的聚乙烯b和所述茂金属催化的聚乙烯a二者的按重量计的总和(wb+wa)是1。

在一些实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯a具有如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至多1.50g/10min、优选至多1.40g/10min、优选至多1.30g/10min、优选至多1.0g/10min的熔体指数mi2。在一些实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯a具有至少0.01g/10min、优选至少0.03g/10min的熔体指数mi2。在一些实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯a具有从0.01g/10min至1.50g/10min、优选从0.02g/10min至1.35g/10min的熔体指数mi2。

所述淤浆聚合可以在宽的温度范围内进行。在某些实施方式中,所述聚合可以在从20℃至125℃、优选从60℃至110℃、更优选从75℃至105℃并且最优选从80℃至100℃的温度下进行。在某些实施方式中,聚合步骤可以在从约20巴至约100巴、优选从约30巴至约50巴、并且更优选从约37巴至约45巴的压力下进行。

优选将所述催化剂作为催化剂淤浆添加到所述淤浆反应器。如本文中使用的,术语“催化剂淤浆”是指包含催化剂固体颗粒和稀释剂的组合物。所述固体颗粒可以自发地或通过均质化技术例如混合而悬浮在所述稀释剂中。所述固体颗粒可以不均匀地分布在所述稀释剂中并且形成沉降物或沉积物。

如本文中使用的,术语“稀释剂”是指不使合成的聚烯烃溶解的任何有机稀释剂。如本文中使用的,术语“稀释剂”是指处于液态的稀释剂,其在室温下为液体并且优选在所述环管反应器中的压力条件下为液体。合适的稀释剂包含但不限于烃稀释剂,例如脂肪族、脂环族和芳香族烃溶剂,或此类溶剂的卤化型式。优选的溶剂是c12或更低级的、直链或支链的饱和烃,c5至c9饱和脂环族或芳香族烃或c2至c6卤代烃。溶剂的非限制性说明性实例为丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、庚烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、甲基环戊烷、甲基环己烷、异辛烷、苯、甲苯、二甲苯、氯仿、氯苯、四氯乙烯、二氯乙烷和三氯乙烷,优选异丁烷。

还可以应用气相工艺来制备本文中定义的聚乙烯组合物。用于烯烃聚合的气相工艺是本领域中众所周知的。用于所述气相的典型操作条件是从20℃至100℃并且最优选从40℃至85℃,以及最高达100巴的压力。优选的气相工艺是在流化床中操作的那些。

在一些实施方式中,所述切膜、带或单丝包含一种或多种添加剂例如像抗氧化剂、uv稳定剂、颜料、加工助剂、酸清除剂、润滑剂、抗静电剂、填料、成核剂、阻燃剂、和澄清剂。所述添加剂典型地以各自按重量计0.05%至0.2%的量存在;对于填料,典型地按重量计从1%至30%;并且对于颜料和阻燃剂,典型地各自按重量计0.1%至10%。plasticsadditiveshandbook,编辑h.zweifel,第5版,hanserpublishers中给出了有用添加剂的综述。

优选地,所述切膜、带或单丝进一步包含加工助剂,例如含氟弹性体。在一些优选的实施方式中,所述切膜或带包含基于所述聚乙烯组合物的重量的至少0.005ppm到至多500ppm、优选至少0.020ppm到至多200ppm、优选至少0.10ppm到至多150ppm、优选至少1.0ppm到至多100ppm、优选至少50ppm到至多100ppm的加工助剂例如含氟弹性体。

本发明还涵盖用于制造切膜、带或单丝的工艺,所述工艺包含以下步骤:

a)提供如本文中所定义的茂金属催化的聚乙烯组合物,以及

b)将步骤a)的所述聚乙烯组合物成形为切膜、带或单丝;优选成形为具有从至少100分特到至多1500分特的纤度的切膜、带或单丝。

更特别地,提供了用于制造切膜、带或单丝的工艺,所述工艺包含以下步骤:

a)提供优选如本文中所定义的茂金属催化的聚乙烯组合物;

b)将步骤a)的所述聚乙烯组合物成形为膜;以及

c)将步骤b)的所述膜分切成切膜、带或单丝;优选地其中所述膜被分切成具有从至少100分特到至多1500分特的纤度的切膜、带或单丝。

在一些实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯组合物是以包含以下步骤的工艺制备的:

a)提供茂金属催化的聚乙烯a;

b)提供茂金属催化的聚乙烯b;

c)将所述茂金属催化的聚乙烯a和所述茂金属催化的聚乙烯b共混成所述茂金属催化的聚乙烯组合物。

所述共混可通过将所述聚乙烯(级分)物理共混,例如通过将所述聚乙烯(级分)熔融共混来进行。所述茂金属催化的聚乙烯a可以在单一聚合反应器中制备。所述茂金属催化的聚乙烯b可以在单一聚合反应器中单独制备,并且然后可以将这两种聚乙烯共混在一起。

所述聚乙烯组合物可以通过化学或物理共混至少两种聚乙烯来获得。所述茂金属催化的聚乙烯组合物可以通过化学或物理共混至少所述茂金属催化的聚乙烯a和所述茂金属催化的聚乙烯b的混合物来获得。所述茂金属催化的聚乙烯组合物可以通过将至少两种聚乙烯级分,即所述茂金属催化的聚乙烯a和所述茂金属催化的聚乙烯b化学或物理共混来获得。此外,还可以将一种或多种添加剂例如像本文中披露的那些物理共混到所述聚乙烯组合物中。

在一些实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯a和所述茂金属催化的聚乙烯b的共混可以通过物理共混、优选通过熔融共混来进行。在一些优选的实施方式中,所述茂金属催化的聚乙烯a和所述茂金属催化的聚乙烯b以绒毛形式、粉末形式或粒料形式,优选以粒料形式共混。

如本文中使用的,术语“熔融共混”涉及使用剪切力、拉伸力、压缩力、超声能、电磁能、热能或包含前述力或能量形式中的至少一种的组合,并且在其中通过单螺杆、多螺杆、啮合型同向旋转或反向旋转螺杆、非啮合型同向旋转或反向旋转螺杆、往复式螺杆、带销的螺杆、带销的机筒、辊、撞锤、螺旋转子、或包含前述中至少一种的组合施加上述力的加工设备中进行。熔融共混可以在机器中进行,所述机器例如单或多螺杆挤出机,buss捏合机,艾里希(eirich)混合器,亨舍尔(henschel),螺旋形极化天线(helicone),ross混合器,班伯里(banbury),辊磨机,模塑机例如注射模塑机、真空成形机、吹塑机等,或包括前述机器中至少一种的组合。在一种优选的实施方式中,熔融共混在双螺杆挤出机例如布拉本德(brabender)同向旋转双螺杆挤出机中进行。

替代地,所述共混还可以如上文中描述的那样通过将所述聚乙烯(级分)化学共混来进行。

如以上对于制备茂金属催化的聚乙烯组合物描述的优选实施方式也是本工艺的优选实施方式。

当本发明的切膜、带或单丝包含所述茂金属催化的聚乙烯组合物连同其它聚合物组分的混合物时,典型地在挤出之前将所述不同的聚合物组分密切混合。

如以上指明的,根据本发明的工艺的步骤之一可以涉及将所述聚乙烯组合物成形为膜或片材。在整个本申请中,术语“成形”和“成型”可以同义地使用。

此种膜(或片材)可以通过任何常规的成膜工艺来制备,所述成膜工艺包括挤出程序例如流延膜或吹塑膜挤出、层合工艺或其任何组合。所述膜可以是单层或多层膜,例如共挤出的多层膜。在多层膜的情况下,优选地,各膜层可以包含相同或不同的聚合物组合物,其中至少一个层包含如本文中所定义的茂金属催化的聚乙烯组合物。优选地,多层膜的所有层包含如本文中所定义的茂金属催化的聚乙烯组合物、更优选由其组成。在一些实施方式中,多层膜的所有层包含相同的如本文中所定义的茂金属催化的聚乙烯组合物、更优选由其组成。

可以使用任何已知的膜吹塑生产线设备来制备吹塑膜,例如取决于膜的希望应用,可以使用的工艺参数是本领域技术人员众所周知的。例如:模头直径可以从50至2000mm变化。吹胀比(bur)可以是1至5。模头间隙可以是0.8至2.6mm。通过量可以是10kg/h至2000kg/h。挤出螺杆可以具有从30mm至150mm的直径。优选地,所述螺杆是屏障型螺杆(barrierscrew)。典型的流延膜设备可以由dolci、sml等提供。此外,技术人员将知道如何运行流延膜生产线以获得最佳的可能结果。

在一些实施方式中,所述切膜或带处于拉伸即取向的形式。优选地,切膜或带在单向上、更优选在机器方向(md)上被拉伸。当首先形成膜并将其切割成切膜或带时,可以将所述膜拉伸,之后切割成经拉伸的切膜或带,或者首先将所述膜切割并且然后将形成的带拉伸以形成最终的经拉伸的带。优选地,首先将所述膜切割成带,然后将所述带拉伸至希望的牵伸比以形成最终的切膜或带。关于通过首先形成膜并将其切割成带来制备切膜或带,可以参考已知的lenzing工艺(用于在切割成带之前拉伸膜)和iso工艺(用于将膜切割成带并且拉伸形成的带)。

替代地,技术人员可以修改如在wo2011/046545第064至075段中描述的方法来生产所述切膜和带。技术人员可以从de102011011790修改挤出带或单丝的工艺。

作为一种优选的实施方式,提供了由此拉伸的切膜或带,其优选呈拉伸即取向的形式、优选呈单向取向形式。

典型地可以在拉伸期间,例如于在线拉伸期间施加热。拉伸比可以例如以本领域中已知的方式通过加热手段之前和之后的导丝辊的速度比来确定。如也众所周知的,拉伸和热定形比可以取决于最终应用的需求进行优化和修改。作为加热手段,例如烘箱或热水浴可以分别在典型地在90℃与130℃之间或90℃-99℃的温度下使用。因此,所述切膜或带制备工艺优选包含以下步骤:拉伸从膜切割的带,或者将膜在切割成带之前拉伸,其中拉伸优选在机器方向(md)上以至少1:2、优选至少1:3、优选至少1:5、优选至少1:7的牵伸比进行。因此,优选的切膜或带制备工艺包含如下步骤:挤出膜,将所述膜任选地拉伸、优选在md上拉伸到其原始长度的至少3倍并且随后切割成切膜或带,或者首先将所述膜切割成切膜或带,将所述切膜或带任选地拉伸、优选在md上拉伸到其原始长度的至少3倍。

更优选地,将从膜切割的挤出的切膜或带或者在切割成切膜或带之前的膜在md上拉伸至其原始长度的3至20倍、优选5至17倍、优选7至15倍、优选10至12倍、例如约12倍。表述“拉伸至其原始长度的3倍”和“牵伸至其原始长度的3倍”意思相同并且还可以分别表示为“至少1:3的拉伸比”和“至少1:3的牵伸比”,其中“1”表示膜的原始长度并且“3”表示其已被拉伸/牵伸至原始长度的3倍。

在一些实施方式中,所述切膜、带或单丝的最大断裂强度是至少20cn/特、优选至少25cn/特、优选至少30cn/特、优选至少35cn/特、优选至少40cn/特,其是根据修改的eniso-5079:1995、在zwick拉伸测试机上使用10mm标距长度和10mm/min拉伸速度在23℃下测定的。

在一些实施方式中,所述切膜、带或单丝的断裂伸长率是至少20%、优选至少25%、优选至少30%、优选至少35%、优选至少40%,其是根据修改的eniso-5079:1995、在zwick拉伸测试机上使用10mm标距长度和10mm/min拉伸速度在23℃下确定的。

在一些实施方式中,所述切膜、带或单丝在5小时后的蠕变应变率是至多1.0%/h、优选至多0.5%/h、优选至多0.1%/h、优选0.05%/h、优选至多0.040%/h、更优选至多0.035%/h、优选至多0.030%/h,其是如在实施例部分中描述的那样测定的。

本发明还涵盖由根据本发明的切膜、带或单丝制成的制品,如织物。这些制品可以是织物,所述织物可形成为地毯背衬、人造草皮背衬、工业类型包、袋子或包装;绳子或缆索;人造草皮和土工织物。本发明还涵盖根据本发明的切膜、带或单丝用于制备如以上提及的制品的用途。

因此,本发明还涵盖根据本发明的制品例如织物用于制造其它产品,例如作为地毯中、更优选簇绒地毯中并且最优选人造草皮中的背衬材料的用途。在一些实施方式中,所述切膜、带或单丝可以用作草皮纱。在其它实施方式中,地毯(例如人造草皮)的背衬材料和纱可以由根据本发明的切膜、带或单丝制成。

因此,本发明还涵盖织物,其包含如上文中描述的切膜、带、或单丝,其中所述切膜、带、或单丝包含基于所述切膜、带或单丝的总重量按重量计至少70%的茂金属催化的聚乙烯组合物;

其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物包含:

a)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少45%到至多75%的茂金属催化的聚乙烯a,

其中所述茂金属催化的聚乙烯a具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的至多0.918g/cm3的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至多4.0g/10min的熔体指数mi2;以及

b)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少25%到至多55%的茂金属催化的聚乙烯b;

其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的密度高的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的熔体指数mi2高的熔体指数mi2。

本发明还涵盖根据本发明的织物,其中所述织物用作簇绒地毯或人造草皮的背衬。

本发明还涵盖适合于簇绒地毯或人造草草皮的背衬,所述背衬包含根据本发明的织物,优选地其中所述织物是主背衬。

本发明还涵盖人造草皮,其包含根据本发明的背衬。

本发明还涵盖包含根据本发明的切膜、带或单丝的人造草皮。优选地,所述人造草皮包含根据本发明的切膜、带或单丝作为主背衬。针对所述切膜、带或单丝的优选的实施方式也是针对包含所述切膜、带或单丝的人造草皮的优选的实施方式。

根据一种优选的实施方式,人造草皮包含至少一个背衬和从所述至少一个背衬突出的草纱。当草纱穿过背衬安置时,所述背衬在本文中被称为“主背衬”。典型地,这是当主背衬是织物、优选织造织物并且将草纱穿过所述织物插入时进行的。草纱可以穿过主背衬而突出为环,或者可以将所述环切开。可以将辅助背衬施加在主背衬上,从而典型地将草纱锁定在位。典型地,将辅助背衬以液态胶合上或施加,使其凝固。优选地,所述至少一个主背衬是抗蠕变的,以便提供尺寸稳定的人造草皮,而草纱优选地需要是回弹性的、柔性的和柔软的。

根据一种实施方式,所述背衬可以包括堆叠在彼此之上或彼此粘合的不同的层。所述背衬的被簇绒纤维或草纱穿透或旨在被簇绒纤维或草纱穿透的层由此也称为“主背衬”。这些主背衬可优选地提供所述地毯或人造草皮的尺寸稳定性,并且优选地在所述簇绒纤维或草纱之间提供间隔。所述背衬的未被簇绒纤维或草纤维穿透的层在本文中被称为“辅助背衬”。这些辅助背衬可以永久地将所述簇绒纤维或草纤维固定至所述主背衬。

在一些实施方式中,所述主背衬优选是根据本发明的切膜、带或单丝的织造织物;更优选地所述主背衬是切膜、带或长丝的稀松织造物。在一些实施方式中,所述织造织物包括纬线切膜、带或长丝,以及经线切膜、带或长丝。优选地,将草纱穿过主背衬而插入、优选通过簇绒针穿过主背衬而插入。优选将草纱插入主背衬中在纬线切膜、带或长丝与经线切膜、带或长丝之间。为了提供合适的主背衬,需要在强度、柔性和抗蠕变性之间寻求平衡。在本领域中公知的是,聚乙烯不是作为用于人造草皮的背衬或主背衬的合适材料,因为聚乙烯没有必需的抗蠕变性。传统上,聚丙烯是用于背衬材料的首选材料。然而,本发明人已经发现,由如本文中描述的切膜、带或单丝制成的背衬或主背衬确实提供了必需的抗蠕变性,使得如本文描述的特定聚乙烯组合物适合用于人造草皮的背衬、优选主背衬中。

在一些实施方式中,草纱之间可以存在填充物。

优选地,本发明涉及包含至少一个背衬的人造草皮,其中所述背衬包含切膜、带、或单丝,所述切膜、带、或单丝包含基于所述切膜、带或单丝的总重量按重量计至少70%的茂金属催化的聚乙烯组合物;

其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物包含:

a)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少45%到至多75%的茂金属催化的聚乙烯a,

其中所述茂金属催化的聚乙烯a具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的至多0.918g/cm3的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至多4.0g/10min的熔体指数mi2;以及

b)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少25%到至多55%的茂金属催化的聚乙烯b;

其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的密度高的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的熔体指数mi2高的熔体指数mi2。

本发明进一步涉及用于制造根据本发明的实施方式的人造草皮的工艺,所述工艺包含以下步骤:

-使用切膜、带或单丝形成、优选地织造至少一个背衬,所述切膜、带或单丝包含基于所述切膜、带或单丝的总重量按重量计至少70%的茂金属催化的聚乙烯组合物;

其中所述茂金属催化的聚乙烯组合物包含:

a)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少45%到至多75%的茂金属催化的聚乙烯a,

其中所述茂金属催化的聚乙烯a具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的至多0.918g/cm3的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的至多4.0g/10min的熔体指数mi2;以及

b)基于所述茂金属催化的聚乙烯组合物的总重量按重量计至少25%到至多55%的茂金属催化的聚乙烯b;

其中所述茂金属催化的聚乙烯b具有

-如根据iso1183-2:2004在23℃的温度下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的密度高的密度;以及

-如根据iso1133:2011程序b在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量的比所述茂金属催化的聚乙烯a的熔体指数mi2高的熔体指数mi2;

-以及使用所述至少一个背衬来制备所述人造草皮。

本发明进一步提供了用于从织物例如来自人造草皮的背衬回收聚乙烯的工艺,所述工艺包含以下步骤:

a)收集根据本发明实施方式的织物、例如人造草皮的背衬;

b)熔融步骤a)中收集的所述织物,从而获得聚乙烯熔体;由此回收所述聚乙烯。

在一些实施方式中,步骤b)中进行的所述聚乙烯的回收是通过挤出所述聚乙烯熔体、优选挤出成粒料进行的。

在一些实施方式中,所述人造草皮包括包含聚乙烯、优选由聚乙烯组成的草纱。

在一些实施方式中,所述至少一个背衬和所述草纱基本上不含除聚乙烯和聚乙烯共聚物以外的聚合物。

在一些实施方式中,所述用于回收聚乙烯的工艺不包括将所述至少一个背衬从所述草纱分离的步骤。

在一些实施方式中,在步骤a)中收集其中所述草纱附着到所述至少一个背衬的所述人造草皮。

以下实施例仅用于说明本发明,并且不应以任何方式解释为限制本发明的范围。尽管本发明是以其形式中的仅一些示出的,但是对于本领域技术人员而言应当明晰的是,其不限于此,而是在不背离本发明范围的情况下可容许各种改变和修改。

实施例

测试方法:

如根据iso1183-2:2004第2部分:密度梯度柱法在23℃的温度下测量的,测量密度。

根据iso1133:2011程序b、条件d在190℃的温度和2.16kg的负荷下测量聚乙烯的熔体指数mi2。

根据iso11357:2009测量聚乙烯的熔融温度。

通过尺寸排阻色谱法(sec)、并且特别是通过凝胶渗透色谱法(gpc)测定分子量(mn(数均分子量)、mw(重均分子量),和分子量分布d(mw/mn)和d’(mz/mw)。简而言之,使用了来自polymerchar的gpc-ir5:在160℃下将10mg聚乙烯样品在10ml的三氯苯中溶解1小时。注射体积:约400μl,自动样品准备和注射温度:160℃。柱温:145℃。检测器温度:160℃。以1ml/min的流速使用两个shodexat-806ms(showadenko)和一个styragelht6e(waters)柱。检测器:红外检测器(2800-3000cm-1)。校准:聚苯乙烯(ps)的窄标准物(可商购)。洗脱的聚乙烯的每个级分i的分子量mi的计算是基于马克-霍温克(mark-houwink)关系式(log10(mpe)=0.965909×log10(mps)-0.28264)(在低分子量端在mpe=1000处截止)。

在建立分子量/性质关系中使用的分子量平均值是数均分子量(mn)、重均分子量(mw)和z均分子量(mz)。这些平均值由以下表达式定义,并由计算出的mi确定:

在此,ni和wi分别是具有分子量mi的分子的数量和重量。每种情况下的第三个表示式(最右边)定义了如何从sec色谱图获得这些平均值。在此,hi是sec曲线在第i个洗脱级分处的(距离基线的)高度,并且mi是以此增量洗脱的物种的分子量。

根据修改的eniso-5079:1995、在zwick拉伸测试机上使用10mm的标距长度以及10mm/min的拉伸速度在23℃下测定切膜或带的最大断裂强度(cn/特)。

根据修改的eniso-5079:1995、在zwick拉伸测试机上使用10mm的标距长度以及10mm/min的拉伸速度在23℃下测定切膜或带的断裂伸长率。

在zwick拉伸测试机上通过在5小时期间在50℃下施加恒定负荷来测定5小时后的蠕变应变率(%/h)。施加的负荷是以对应于在任何变形之前在初始状态下8cn/特的方式确定的。此负荷大致对应于带的最大拉伸强度的30%-35%。所报告的5小时后的蠕变应变率是作为在第4小时和第5小时之时的标距长度之差除以在第4小时之时的标距长度来测定的。其以%/小时表示。

总共聚单体含量是根据基于乙烯的聚烯烃的13cnmr分析的现有技术通过13cnmr分析来确定的。

13cnmr分析在使得谱图中的信号强度与样品中有贡献的碳原子总数成正比的条件下进行。此类条件是技术人员众所周知的,并且包括例如足够的弛豫时间等。实际上,信号的强度是由其积分、即对应的面积获得的。数据是使用质子去耦、每个谱图几百甚至数千次扫描、在130℃的温度下来获取的。通过以下方式制备样品:在130℃下将足够量的聚合物溶解在1,2,4-三氯苯(tcb99%光谱级)中并且时而搅拌以使样品均匀,随后添加六氘代苯(c6d6,光谱级)以及少量的六甲基二硅氧烷(hmds,99.5+%),其中hmds用作内标物。例如,将约200至600mg的聚合物溶解在2.0ml的tcb中,随后添加0.5ml的c6d6和2至3滴的hmds。化学位移参考内标物hmds的信号(其被指认为2.03ppm的值)。根据所涉及的共聚单体和对应的文献指认nmr13c观察到的信号。可以使用以下非穷尽的参考文献:g.j.ray等,macromolecules,第10卷,第4期,1977,第773-778页以及y.dzhang等,polymerjournal,第35卷,第7期,2003,第551-559页。相对于乙烯聚合物的总重量的总共聚单体含量由合适的峰面积组合测定,这是技术人员众所周知的方法。

带纤度是根据标准iso1973:1995在zweigle示振仪s151/2上测量的。

在f最大下的强度和伸长率是根据iso13934-1:2013测量的(在5cm条上执行)。

材料:

在实例中使用以下聚乙烯组合物:

使用如表1中所列的反应条件,在串联连接的两个环管反应器中、以淤浆聚合工艺、使用亚乙基-双(四氢茚基)二氯化锆作为茂金属催化剂使乙烯与作为共聚单体的1-己烯聚合,以提供实施例1-4的茂金属催化的聚乙烯组合物。在反应器1中制备的聚乙烯级分适合作为聚乙烯b,其具有表2中所列性质。在反应器2中制备的聚乙烯级分适合作为聚乙烯a,其具有表2所列性质。

使用如表1中所列的反应条件,在单一满液体环管反应器中、以淤浆聚合工艺、使用亚乙基-双(四氢茚基)二氯化锆使乙烯与作为共聚单体的1-己烯聚合,以提供对比例5的茂金属催化的聚乙烯组合物。

使用如表1中所列的反应条件,在串联连接的两个满液体环管反应器中、以淤浆聚合工艺、使用齐格勒-纳塔催化剂使乙烯与作为共聚单体的1-己烯聚合,以提供对比例6的聚乙烯组合物。

在所有实施例和对比例中,使用相同的主抗氧化剂、辅助抗氧化剂和基于含氟弹性体的加工助剂,其一起以按重量计小于0.2%存在。

表1:聚合条件

表2:用于制造切膜或带的聚乙烯组合物的性质:

在实施例1-4中,茂金属催化的聚乙烯b在第一反应器中形成,其形成为绒毛。将此绒毛传递到第二反应器中,在其中形成所述茂金属催化的聚乙烯a。离开第二反应器的产物是绒毛。然后使用本领域中的已知技术将此绒毛造粒。茂金属催化的聚乙烯组合物的密度是对所述经造粒形式测量的;而所述茂金属催化的聚乙烯b的密度是对直接从第一反应器获得的绒毛测量的。

使用如本文披露的公式计算在第二反应器中制备的聚乙烯级分的性质。

由表1中获得的聚乙烯组合物,制备切膜或带,以测试其机械性质。所述切膜或带使用挤出和拉伸而生产。表3中列出了用于制造所述切膜或带的条件。

表3:由表1中获得的组合物制成的切膜或带的挤出条件和性质。

织物

已经用表3的实施例1和对比例6的带以100根经纱/cm和55根纬纱/cm(即,织物在经向上每厘米可包含100个带并且在纬向上每厘米可包含55个带)生产了织造织物。表4中汇总了织物的性质。

表4

人造草皮

表4中获得的织物可以用于人造草皮的背衬中。所述织物可以用作主背衬。可以将草纱簇绒到该织物中,例如可以将6合股(6-ply)1.300分特的c形草纱簇绒在所述织物中。这些草纱可以使用例如基于聚乙烯的热熔体被持久地锚固。所得人造草皮在恒定负荷下的尺寸稳定性与所述带的抗蠕变性直接相关。

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