具有反应性增容的热塑性聚烯烃组合物的制作方法

背景技术：

1、包括乙烯/α-烯烃共聚物的聚烯烃弹性体(poe)通常用作热塑性聚烯烃(tpo)化合物的抗冲改性剂。当与聚丙烯、其他添加剂和任选地增强填料(诸如滑石)共混时，可施加poe以向tpo提供刚度、抗冲韧性和流动特性的平衡。

2、本领域认识到持续需要在含有聚丙烯的tpo化合物中实现更大抗冲效率和改进的刚度-韧性-流动平衡的共混物。进一步地，本领域认识到持续需要具有改进的刚度-韧性-流动-透射率平衡的tpo化合物。

技术实现思路

1、本公开提供一种组合物。在一实施方案中，该组合物包含(a)非官能化的基于丙烯的聚合物；(b)官能化的基于丙烯的聚合物；以及(c)官能化的基于乙烯的聚合物。该官能化的基于丙烯的聚合物(b)和该官能化的基于乙烯的聚合物(c)各自具有不同的官能团，该官能团选自由酸酐和胺组成的组。

2、定义

3、对元素周期表的任何提及都是如由crc出版社公司(crc press,inc.)于1990-1991年出版的元素周期表。通过用于对各族进行编号的新记号法来提及该表中的一组元素。

4、出于美国专利实践的目的，任何提及的专利、专利申请或公布的内容均以引用的方式全文并入(或其等效美国版本以引用的方式如此并入)，尤其是关于本领域中的定义(在不会与本公开中具体提供的任何定义不一致的情况下)和常识的公开内容。

5、本文公开的数值范围包含从下限值到上限值的所有值，并且包含下限值和上限值。对于含有确切值的范围(例如，1或2、或3至5、或6、或7)，包含了任何两个确切值之间的任何子范围(例如，上述范围1至7包含1至2；2至6；5至7；3至7；5至6等的子范围)。

6、除非相反地陈述、由上下文暗示或在本领域中是惯常的，否则所有份数和百分比都基于重量，并且截至本公开的提交日期，所有测试方法都是现行方法。

7、术语“组合物”是指包含组合物的材料的混合物，以及由组合物的材料形成的反应产物和分解产物。

8、术语“包含”、“包括”、“具有”和其衍生词并不旨在排除任何额外组分、步骤或程序的存在，无论这些组分、步骤或程序是否具体地被公开。为了避免任何疑问，除非相反地陈述，否则通过使用术语“包含”要求保护的所有组合物可以包括任何额外的添加剂、佐剂或化合物，无论是聚合形式还是其他形式。相反，术语“基本上由……组成”将任何其他组分、步骤或程序(除了对可操作性来说并非必不可少的组分、步骤或程序之外)排除在任何随后陈述内容的范围之外。术语“由……组成”排除未具体叙述或列出的任何组分、步骤或程序。除非另外陈述，否则术语“或”是指单独的以及呈任何组合形式的所列成员。对单数的使用包括对复数的使用，并且反之亦然。

9、“基于乙烯的聚合物”或“乙烯聚合物”是基于聚合物的重量含有大部分量的聚合乙烯并且任选地可包含至少一种共聚单体的聚合物。基于乙烯的聚合物通常包含至少50摩尔％(mol％)源自乙烯的单元(基于可聚合单体的总量)。

10、“杂原子”是除碳或氢以外的原子。杂原子可以是来自周期表第iv族、第v族、第vi族和第vii族的非碳原子。杂原子的非限制性示例包括：f、cl、n、o、p、b、s和si。

11、“烃”是仅含有氢原子和碳原子的化合物。

12、“互聚物”是通过将至少两种不同类型的单体聚合而制备的聚合物。通用术语互聚物因此包括共聚物(用于指由两种不同类型的单体制备的聚合物)和由多于两种不同类型的单体制备的聚合物。

13、“基于烯烃的聚合物”或“聚烯烃”是含有大部分摩尔％的聚合烯烃单体(基于可聚合单体的总量)且任选地可含有至少一种共聚单体的聚合物。基于烯烃的聚合物的非限制性示例包括基于乙烯的聚合物和基于丙烯的聚合物。代表性的聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异戊二烯和它们的各种互聚物。

14、“聚合物”是通过使单体(无论相同类型还是不同类型)聚合而制备的聚合化合物。因此，通用术语聚合物涵盖如下文定义的术语“均聚物”(用于指仅由一种类型的单体制备的聚合物，应理解，痕量杂质可以并入到聚合物结构中)和术语“互聚物”。痕量杂质(例如，催化剂残余物)可以掺入到聚合物中和/或聚合物内。其还涵盖所有形式的共聚物，例如无规共聚物、嵌段共聚物等。术语“乙烯/α-烯烃聚合物”和“丙烯/α-烯烃聚合物”表示如上所述的通过分别使乙烯或丙烯和一种或多种另外的可聚合α-烯烃单体聚合来制备的共聚物。应当注意的是，尽管聚合物通常被称为“由”一种或多种指定单体“制成”、“基于”指定单体或单体类型、“含有”指定单体含量等，但是在本上下文中，术语“单体”应理解为指代指定单体的聚合残余物而不是未聚合物质。一般来说，本文中聚合物被称作基于为对应单体的聚合形式的“单元”。

15、“基于丙烯的聚合物”是基于聚合物的重量含有主要量的聚合丙烯并且任选地可以包括至少一种共聚单体的聚合物。基于丙烯的聚合物通常包含至少50摩尔％(mol％)源自丙烯的单元(基于可聚合单体的总量)。

16、测试方法

17、密度根据astm d792，方法b测量(g/cc或g/cm3)。

18、差示扫描量热法(dsc)可用于测量聚合物在宽温度范围内的熔融、结晶和玻璃化转变行为。例如，使用配备有冷藏冷却系统(rcs)和自动取样器的ta仪器公司(tainstruments)discovery dsc来进行此分析。在测试期间，使用50毫升/分钟的氮气吹扫气流。将每个样品在190℃下熔融压制成薄膜；然后将熔融样品空气冷却到室温(25℃)。从经过冷却的聚合物中抽取3-10mg、6mm直径的样本，对其进行称重，将其放置于轻铝盘(大约50mg)中，并且使其卷曲关闭。然后进行分析以确定其热特性。

19、通过使样品温度斜升和斜降以产生热流对温度的曲线来确定样品的热性能。首先，将样品快速加热到180℃，并且等温保持3分钟以去除其热历史。接下来，以10℃/分钟冷却速率将样品冷却到-80℃，并且在-80℃下等温保持3分钟。然后以10℃/分钟加热速率将样品加热到180℃(这是“第二加热”匀变)。记录冷却曲线和第二加热曲线。所确定的值是峰值熔融温度tm和峰值结晶温度tc。用于聚乙烯样品的熔化热(hf)(以焦耳每克为单位)和计算的结晶度％使用以下等式进行：结晶度％＝((hf)/292j/g)×100。

20、由第二加热曲线报告熔化热(hf)和峰值熔融温度。峰值结晶温度由冷却曲线确定。

21、玻璃化转变温度tg根据其中一半样品已经得到液体热容的dsc加热曲线确定，如bernhard wunderlich,《聚合材料的热表征中的热分析基础(the basis of thermalanalysis,in thermal characterization of polymeric materials)》92,278-279(editha.turi编辑，第2版，1997)。从玻璃化转变区域上方和下方绘制基线并且通过tg区域外推基线。样品热容在这些基线的中间位置处的温度是tg。

22、动态力学波谱(dms).在氮气吹扫下，使用配备有“25mm不锈钢平行板”的高级流变扩展系统(advanced rheometric expansion system，ares)，通过dms分析各组合物的流变性。在230℃下在氮气下，在0.1至100弧度/秒的范围内，进行恒温动态频率扫描。从压缩成型盘切割大约“25mm直径×3.3mm厚”的样品(参见下文)。将样品置于下板上并使其熔化五分钟。接着将板封闭到“2.0mm”的间隙，并且将样品修整成“25mm”的直径。在开始测试之前，使样品处于230℃平衡五分钟。复数粘度在10％的恒定应变幅度下测量。根据幅度和相位分析应力响应，由此可以计算储能模量(g')、损耗模量(g”)、动态粘度η*和tan delta。处于230℃和10mpa成型压力，持续五分钟在环境大气下形成每个压缩成型盘，并且然后在冷压板(15-20℃)之间骤冷两分钟。在0.1弧度/秒的频率下测量的复数粘度η*报告为v0.1。在100弧度/秒的频率下测量的复数粘度η*报告为v100。流变比rr计算为v0.1/v100之比。在0.1弧度/秒的频率下测量的tan delta报告为tanδ。

23、弯曲测试.根据astm d790，程序a，测试类型1进行弯曲测试。从astm d638 i型注塑拉伸棒的中间切割样本(5英寸长×0.5英寸宽×0.125英寸厚)。以2英寸的跨度和0.05英寸/分钟的十字头速度在平面取向上测试样本。弯曲模量被报告为弹性的正切模量，以兆帕斯卡(mpa)计。

24、除非另有说明，否则基于丙烯的聚合物的熔体流动速率(mfr)根据astm d1238，条件230℃/2.16千克(kg)重量测量。

25、基于乙烯的聚合物的熔体指数(mi)根据astm d1238，条件190℃/2.16千克(kg)重量，也称为i2，测量并且以克/10分钟报告。

26、多轴仪表化抗冲(maii)测试.根据astm d3763，在配备有环境室和弹簧辅助的instron ceast 9350落塔抗冲系统(dynatup)上进行多轴仪表化抗冲(maii)测试。测试直径为四英寸、厚度为0.125英寸的注塑盘。在测试之前，将盘在测试温度下调节至少四小时。将样本从调节冰箱中取出，并且放置在指定测试温度下的环境室中。使用6.7米/秒的测试速度，以及29.131kg的总测试质量和12.7mm直径的锤头。在每个温度下针对每个样品测试五个样本。在0℃至-40℃的温度范围内对样品进行测试。峰值和总能量与具有延性破坏模式(没有裂纹辐射超出抗冲点中心多于10mm)的样本的百分比一起报告。maii峰值和总能量以焦耳(j)报告。

27、悬臂梁缺口抗冲强度(notched izod).根据astm d256，方法a进行悬臂梁缺口抗冲测试。从压塑板或从astm d638 i型注塑拉伸棒的中间切割样本(2.5英寸长×0.5英寸宽×0.125英寸厚)。将样品在23+/-2℃和50+/-10％相对湿度下调节至少40小时。对于在非环境温度下测试的样品，将样本在测试温度下进一步调节最少1小时。在23℃、0℃和-30℃下进行测试。以千焦每平方米(kj/m2)报告的抗冲强度是五个样本的结果的平均值。

28、拉伸测试.根据astm d638使用3.2mm厚的注塑i型拉伸棒和2英寸/分钟的十字头速度进行拉伸测试。将拉伸屈服强度(以mpa报告)和拉伸断裂伸长率(以％报告)报告为五个样本的平均值。在一些情况下，样本在拉伸测试框架上可获得的最大伸长率下没有断裂，在这种情况下，据报告断裂伸长率大于该最大可获得的伸长率。

29、透射率测试.根据astm d1003，使用直径为四英寸、厚度为0.125英寸的注塑盘测量总半球光透射率。透射率以百分比％报告。