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纖維增強的聚丙烯類阻燃性樹脂組合物和使用其的成形體的制作方法

文檔序號:12508854閱讀:540來源:國知局

本發明涉及含纖維的阻燃性聚丙烯類樹脂組合物,更詳細地,涉及包含各自特定量的具有特定長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂、如含磷阻燃劑等有機系阻燃劑和纖維,并且優選進一步包含特定量的任意其它聚丙烯類樹脂的阻燃性聚丙烯類樹脂組合物。



背景技術:

為了獲得阻燃性聚丙烯,廣泛進行的是,將包含鹵素系阻燃劑和銻化合物的阻燃性組合物添加至各種類型的聚丙烯類樹脂。這優勢在于:該阻燃性組合物即使在以相對小的量使用時也可以展現阻燃性,并且難以減損聚丙烯類樹脂的有利性能。

然而,在其中使用這樣的阻燃性組合物的情況下,出現在燃燒時產生鹵素氣體的問題,因此已經研究沒有鹵素,即所謂的無鹵阻燃劑的使用。

對于阻燃性的評價標準,期望的是,樹脂本身是難以可燃燒的(所謂自熄性),并且除此以外,正在燃燒或熔融的樹脂不滴落、或不滴落而擴大至使其它物質燃燒(所謂的耐滴落性或滴落防止性),并且近年來,已經變得要求同時滿足自熄性和耐滴落性的較高的阻燃性水平。

在汽車領域的最近趨勢趨向電動汽車(EV)和混合電動汽車(HEV),并且在家用電器領域的最近趨勢趨向電磁炊具(IH),并且對于汽車部件和家用電器部件,已經變得要求"UL Standards(US Underwriters Laboratories Standards)-94V"中的"V-0"的高水平的阻燃性。另外,大型部件中的阻燃技術正在發展,并且正在要求與先前相比較高的水平的在自熄性和耐滴落性方面特定的阻燃性。這樣的阻燃性滿足"UL94-5V"中"5VA"的非常高水平的標準。

如上所述,期望阻燃性材料用于汽車和家用電器材料,并且還期望這些阻燃性材料具有與傳統非阻燃性材料相同水平的機械物性。具體地,現在,期望能夠賦予非常高水平的阻燃效果且能夠滿足機械物性(剛性、沖擊)、耐候性和成形性的材料。

PTL 1記載了通過將小量的四氟乙烯樹脂(PTFE)添加至熱塑性樹脂以表現在熱塑性樹脂燃燒時的滴落防止性(耐滴落性)的效果而具有改善的阻燃性的阻燃性樹脂組合物。

PTL 2和3記載了通過將玻璃纖維添加至使用聚烯烴和含氮磷酸鹽的阻燃材料而賦予機械物性、阻燃性和耐候性的技術。

PTL 4記載了通過將長鏈支化聚丙烯類聚合物(polypropylenic polymer)添加至聚烯烴而表現燃燒時的滴落防止效果且表現高的阻燃性的技術。

引用列表

專利文獻

PTL 1:JP-A 2003-026935

PTL 2:JP-A 2011-088970

PTL 3:JP-A 10-338774

PTL 4:JP-A 2009-275073



技術實現要素:

發明要解決的問題

然而,PTFE在混煉時受到剪切應力期間容易聚集,因此PTL 1中記載的技術涉及由于PTFE的聚集導致的機械物性和阻燃性惡化的風險,并且出于將聚集抑制至對機械物性不具有任何影響的程度的目的,必須使PTFE的添加量最小化。結果,由于PTFE的添加量的減少,阻燃性的降低是不可避免的,并且難以維持阻燃性而不使機械物性惡化。

根據PTL 2和3中記載的技術,可以通過添加玻璃纖維來相對增加樹脂中的阻燃劑的濃度,以致展現自熄效果,但通過添加具有大的比重的玻璃纖維,樹脂在燃燒期間會容易滴落,并且難以表現高的耐滴落性。

進一步,PTL 4中記載的技術不滿足機械物性并且不能提供充分的耐滴落性,因此,例如,難以滿足UL94-5V中的5VA的高的阻燃性。

本發明的目的是提供難以根據現有技術來實現的、能夠通過同時滿足自熄性和耐滴落性而表現非常高的阻燃性以實現UL94-5V中的5VA并且賦予機械物性(剛性、沖擊)、耐候性和成形性的阻燃性聚丙烯類樹脂組合物;并且提供使用該組合物的成形體。

用于解決問題的方案

本發明人已經刻苦地研究來解決上述問題,結果,已經發現,通過組合各自特定量的具有特定長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂,如有機系阻燃劑、特別是含磷阻燃劑等無鹵阻燃劑,和纖維,并且優選地通過向其中進一步添加任意其它聚丙烯類樹脂,可以獲得能夠通過同時滿足自熄性和耐滴落性而在燃燒時表現非常高的阻燃性(UL94-5V中的5VA)并且賦予機械物性(剛性、沖擊)、耐候性和成形性的阻燃性聚丙烯類樹脂組合物,并且已經完成了本發明。

具體地,根據本發明的第一方面,提供了一種聚丙烯類樹脂組合物,其包括:滿足以下條件(A-1)和(A-2)的聚丙烯類樹脂(A);滿足以下條件(B-1)的纖維(B);和有機系阻燃劑(C),所述聚丙烯類樹脂組合物滿足以下條件(I),

條件(A-1):

所述聚丙烯類樹脂(A)包含具有以下特性(X-i)至(X-iv)的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X):

特性(X-i):熔體流動速率(MFR)(230℃,2.16kg負荷)為0.1至30.0g/10min,

特性(X-ii):借由GPC得到的分子量分布Mw/Mn為3.0至10.0并且借由GPC得到的Mz/Mw為2.5至10.0,

特性(X-iii):熔融張力(MT)(單位:g)滿足以下任意:

log(MT)≥-0.9×log(MFR)+0.7或者MT≥15

特性(X-iv):25℃下對二甲苯可溶成分量(CXS)相對于所述聚丙烯類樹脂(X)的總量為小于5.0重量%,

條件(A-2):

所述聚丙烯類樹脂(A)包含選自由所述具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)和具有以下特性(Y-i)至(Y-ii)的聚丙烯類樹脂(Y)組成的組的至少一種聚丙烯類樹脂:

特性(Y-i):為選自由丙烯均聚物、丙烯-α-烯烴嵌段共聚物和丙烯-α-烯烴無規共聚物組成的組的至少一種聚丙烯類樹脂,不對應于所述具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X),

特性(Y-ii):所述聚丙烯類樹脂(Y)的熔體流動速率(MFR)(230℃,2.16kg負荷)為1.0至200g/10min,

條件(B-1):

所述纖維(B)為選自由玻璃纖維和碳纖維組成的組的至少一種,

條件(I):

各組分的含量落在以下范圍內:所述聚丙烯類樹脂(A)為20至77重量份,所述纖維(B)為5至40重量份,并且所述有機系阻燃劑(C)為18至40重量份,并且所述聚丙烯類樹脂(A)、所述纖維(B)和所述有機系阻燃劑(C)的總含量為100重量份。

根據本發明的第二方面,提供了在本發明的第一方面中的聚丙烯類樹脂組合物,其中所述聚丙烯類樹脂(A)進一步滿足以下條件(A-3),

條件(A-3):

所述聚丙烯類樹脂(A)包含所述具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)和所述聚丙烯類樹脂(Y),并且其比例為所述具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)為10至99重量%并且所述聚丙烯類樹脂(Y)為1至90重量%(條件是所述具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)和所述聚丙烯類樹脂(Y)合計為100重量%)。

根據本發明的第三方面,提供了在本發明的第一或第二方面中的聚丙烯類樹脂組合物,其中所述有機系阻燃劑(C)為含磷阻燃劑。

根據本發明的第四方面,提供了在本發明的第一至第三方面的任一項中的聚丙烯類樹脂組合物,其中所述纖維(B)為玻璃纖維。

根據本發明的第五方面,提供了一種成形體,其通過使在本發明的第一至第四方面的任一項中的聚丙烯類樹脂組合物成形而獲得。

發明的效果

包含各自特定量的具有特定長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂、有機系阻燃劑和纖維,并且優選地包含任意其它聚丙烯類樹脂的本發明的聚丙烯類樹脂組合物除了優異的機械物性(剛性、沖擊)、耐候性和成形性以外,還滿足燃燒時的自熄性和耐滴落性,并且具有非常高水平的阻燃性。進一步,因為該組合物使用無鹵阻燃劑,優選含磷阻燃劑等作為有機系阻燃劑并且不使用含氯、氟或溴的化合物,其環境負荷非常低。

具體實施方式

本發明涉及一種聚丙烯類樹脂組合物,其包括:20至77重量份的包含具有特定長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)(下文中這可以簡稱為組分(X))且滿足特定條件的聚丙烯類樹脂(A)(下文中這可以簡稱為組分(A))、5至40重量份的特定纖維(B)(下文中這可以簡稱為組分(B))、和18至40重量份的有機系阻燃劑(C)(下文中這可以簡稱為組分(C))(條件是組分(A)、組分(B)和組分(C)的總量為100重量份),其中組分(A)進一步包含聚丙烯類樹脂(Y)(下文中這可以簡稱為組分(Y))作為優選組分,并且各組分的比例為:組分(X)為10至99重量%并且組分(Y)為1至90重量%(條件是組分(X)和組分(Y)的總量為100重量%);并且涉及通過使該組合物成形而形成的成形體。

聚丙烯類樹脂組合物和通過使本發明的組合物成形而形成的成形體解決了現有聚丙烯類樹脂組合物和通過使該組合物成形而形成的成形體的問題,并且因為具有非常高水平的阻燃性以及由于纖維的引入造成的優異的機械物性、耐候性和成形性,對于各種成形體,特別是汽車部件、電氣部件、容器包裝部件、建筑構件、大型構件等是良好的。

下文中,對于每個項目詳細地描述聚丙烯類樹脂組合物和通過使本發明的組合物成形而形成的成形體。

1.聚丙烯類樹脂組合物的構成組分

1.聚丙烯類樹脂(A)(組分(A))

用于本發明的聚丙烯類樹脂(A)包含具有特定長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)(條件(A-1)),并且滿足與特定的聚丙烯類樹脂(Y)相關的條件(A-2)。優選地,該樹脂包含具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)和聚丙烯類樹脂(Y),并且其比例為:具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)為10至99重量%并且聚丙烯類樹脂(Y)為1至90重量%(條件是具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)和聚丙烯類樹脂(Y)合計為100重量%)(條件(A-3))。

1)具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)(組分(X))

用于本發明的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)的特征在于具有以下特性(X-i)至(X-iv)。

特性(X-i):熔體流動速率(MFR)(230℃,2.16kg負荷)為0.1至30.0g/10min。

特性(X-ii):借由GPC的分子量分布Mw/Mn為3.0至10.0并且Mz/Mw為2.5至10.0。

特性(X-iii):熔融張力(MT)(單位:g)滿足以下任意:

log(MT)≥-0.9×log(MFR)+0.7或者MT≥15

特性(X-iv):25℃下對二甲苯可溶成分量(CXS)相對于聚丙烯類樹脂(X)的總量為小于5.0重量%,

下文中,具體地描述本發明中規定的上述特性條件以及具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)的制造方法。

1)-1.特性(X-i):熔體流動速率(MFR)

用于本發明的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)的熔體流動速率(MFR)必須落在0.1至30.0g/10min,并且優選0.3至25.0g/10min,更優選0.5至20.0g/10min的范圍內。通過規定組分(X)的MFR落在該范圍內,本發明的聚丙烯類樹脂組合物可以展現良好的成形性,同時維持適當的流動性,此外可以具有適當的熔融張力,因此,樹脂組合物可以具有良好的耐滴落性并且可以展現示出高水平的阻燃性的效果。具體地,MFR低于該范圍的組分(X)在流動性方面不足,并且會導致生產上的一些問題,例如,各種成形時的擠出機會需要太高的負荷。另一方面,MFR高于該范圍的組分(X)在熔融張力(粘度)方面不足,因此燃燒時的耐滴落性效果會差,并且聚丙烯類樹脂組合物會不適宜作為阻燃性材料。

根據JIS K7210:1999中"塑料-熱塑性塑料的熔體質量流動速率(MFR)和熔體體積流動速率(MVR)的試驗方法"的方法A在條件M(230℃,2.16kg負荷)下測量MFR。單位為g/10min。

1)-2.特性(X-ii):借由GPC的分子量分布

具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)必須具有相對寬的分子量分布,并且由凝膠滲透色譜(GPC)測定的分子量分布Mw/Mn(其中Mw意指重均分子量并且Mn意指數均分子量)必須為3.0至10.0。具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)的分子量分布Mw/Mn的優選范圍為3.5至8.0,更優選4.1至6.0。

進一步,作為更顯著地表現分子量分布的寬度的參數,Mz/Mw(其中Mz為Z均分子量)必須為2.5至10.0。Mz/Mw的優選范圍為2.8至8.0,更優選3.0至6.0。

具有較寬的分子量分布的樹脂可以具有更改善的成形性,但Mw/Mn和Mz/Mw各自落在該范圍內的那些具有特別優異的成形性。

Mn、Mw和Mz的定義記載于"高分子化學基礎"(由Society of Polymer Science,Japan編輯,Tokyo Kagaku-Dojin Publishing Co.,Ltd.,1978)等中,并且可以從GPC的分子量曲線計算出。用于本說明書的實施例中的借由GPC的具體測量方法如下。

裝置:Waters的GPC(ALC/GPC 150C)

檢測器:FOXBORO的MIRAN 1A IR檢測器(測量波長:3.42μm)

色譜柱:Showa Denko的AD806M/S(×3)

流動相溶劑:鄰二氯苯(ODCB)

測量溫度:140℃

流速:1.0ml/min

注入量:0.2mL

樣品的制備:使用ODCB(含有0.5mg/mL的BHT),制備1mg/mL的樣品溶液,并且在140℃下溶解,花費約1小時。

為了從GPC中獲得的保留體積換算為分子量,使用預先制備的標準聚苯乙烯(PS)校正曲線。要使用的標準聚苯乙烯的化合物是下述Tosoh的牌號。

F380、F288、F128、F80、F40、F20、F10、F4、F1、A5000、A2500、A1000

注入0.2mL通過各化合物溶解在ODCB(含有0.5mg/mL的BHT)中以致為0.5mg/mL制備的溶液以制備校正曲線。校正曲線使用借由根據最小二乘法的近似化獲得的三次式方法。

用于換算為分子量的粘度等式[η]=K×Mα使用以下數值。

PS:K=1.38×10-4,α=0.7

PP:K=1.03×10-4,α=0.78

使用與上述相同水平的其它裝置、檢測器、色譜柱等也可以測定借由GPC的分子量分布。

1)-3.特性(X-iii):熔融張力(MT)

進一步,具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)必須滿足以下條件(1)。

條件(1)

log(MT)≥-0.9×log(MFR)+0.7

或者

MT≥15

在本說明書的實施例中,MT是使用Toyo Seiki Seisakusho的Capillograph1B測量的熔融張力,其中毛細管具有2.0mm的直徑和40mm的長度,圓筒直徑為9.55mm,圓筒擠出速度為20mm/min,牽引速度為4.0m/min并且溫度為230℃,并且其單位為克。使用相同水平的其它設備,也可以測量MT。然而,在組分(X)的MT非常高的情況下,樹脂會在4.0m/min的牽引速度下破斷,并且在此情況下,因此,降低牽引速度,并且可以牽引的最高速度下的張力稱為MT。MFR的測量條件和單位如上所述。

該規定是具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)可以在燃燒試驗中展現充分的耐滴落性時的指數,并且通常,MT與MFR相關,由此記載為與MFR的關系式。

如上所述,通過與MFR的關系式來規定MT的方法是本領域技術人員已知的方法,并且例如JP-A 2003-25425提出作為具有高的熔融張力的聚丙烯的定義的以下關系式。

log(MS)>-0.61×log(MFR)+0.82(230℃)

(這里,MS具有與MT相同的意義。)

JP-A 2003-64193提出作為具有高的熔融張力的聚丙烯的定義的以下關系式。

11.32×MFR-0.7854≤MT(230℃)

進一步,JP-A 2003-94504提出作為具有高的熔融張力的聚丙烯的定義的以下關系式。

MT≥7.52×MFR-0.576

(MT是在190℃下測量的值,并且MFR是在230℃下測量的值。)

當具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)滿足上述條件(1)時,可以認為該樹脂具有充分高的熔融張力。具體地,具有長鏈支化結構且滿足條件(1)的聚丙烯類樹脂(X)為耐滴落性優異的樹脂,由此當與下述的纖維(B)和有機系阻燃劑(C)組合時,所得組合物特別可用作阻燃性材料。更優選地,該樹脂滿足以下條件(1)',甚至更優選以下條件(1)"。

條件(1)'

該樹脂滿足以下任意:

log(MT)≥-0.9×log(MFR)+0.9

或者

MT≥15。

條件(1)"

該樹脂滿足以下任意:

log(MT)≥-0.9×log(MFR)+1.1

或者

MT≥15。

不必要具體地定義MT的上限,但當MT大于40g時,根據上述測量方法的牽引速度會非常低,并且測量會困難。在此情況下,認為的是,樹脂的延展性會惡化。因此,MT優選為40g以下,更優選35g以下,甚至更優選30g以下。

1)-4.特性(X-iv):25℃下的對二甲苯可溶成分量(CXS)

優選地,用于本發明的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)的立構規整性較高,因為作為本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的膠粘(stickiness)和滲出的原因的低結晶性成分可以小并且因為該樹脂可以具有高的剛性。低結晶性成分可以評價為25℃二甲苯可溶成分量(CXS),并且其含量相對于全部組分(X)必須為小于5.0重量%,更優選3.0重量%以下,甚至更優選1.0重量%以下,又更優選0.5重量%以下。下限沒有特別定義,但通常為0.01重量%以上,優選0.03重量%以上。當規定CXS落在該范圍內時,如上所述,本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的剛性可以高,另外,可以防止膠粘和滲出。

CXS的測量方法的細節如下。

2g樣品在130℃下溶解在300ml對二甲苯(含有0.5mg/ml的BHT)中以制備溶液,然后在25℃下靜置12小時。接著,借由過濾取出沉淀的聚合物,并且將對二甲苯從濾液中蒸發出,進一步將殘留物在減壓和100℃下干燥12小時以回收室溫的二甲苯可溶成分。回收成分的重量與試驗樣品的重量的比例[重量%]定義為CXS。

作為用于本發明的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)的附加特征,該樹脂優選具有以下特性(X-v),并且更優選具有以下特性(X-vi)。

特性(X-iv)和下述的特性(X-v)和(X-vi)全部是與立構規整性相關的特性。特別優選地,除了特性(X-iv)以外,該樹脂還滿足全部條件(X-v)和(X-vi)。

1)-5.特性(X-v):13C-NMR中的3丙烯單元鏈的mm分率

用于本發明的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)優選地具有高的立構規整性。立構規整性的高度可以通過13C-NMR來評價。優選地,該樹脂具有其13C-NMR中獲得的3丙烯單元鏈的mm分率為95.0%以上的立構規整性。

mm分率是相對于聚合物鏈的其中在具有頭尾結合的任意的3丙烯單元鏈中,在各丙烯單元中的甲基支鏈的方向相同的3丙烯單元鏈的比例,并且其上限為100%。mm分率是表示聚丙烯分子鏈中甲基的立構結構控制為全同立構的值。較高值的mm分率表示該樹脂在較高的控制下。當使mm分率落在下述的范圍內時,可以使作為本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的剛性的指標的彎曲模量是高的。換言之,當mm分率小于以下示出的值時,本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的機械物性會惡化,具體地,作為其剛性的指標的彎曲模量會降低。

因此,mm分率優選為95.0%以上,更優選96.0%以上,甚至更優選97.0%以上,如上所述,其上限為100%。

借由13C-NMR的3丙烯單元鏈的mm分率的測量方法的細節如下。

將375mg樣品在NMR樣品管(10φ)中完全溶解在2.5ml氘代1,1,2,2-四氯乙烷中,然后在125℃下根據質子完全去耦法來分析。對于化學位移,氘代1,1,2,2-四氯乙烷的三個峰的中央峰設定在74.2ppm。其它碳峰的化學位移以其為基準。

反轉角:90度

脈沖間隔:10秒

共振頻率:100MHz以上

累積次數:10,000次以上

觀察范圍:-20ppm至179ppm

數據點數:32768

mm分率的分析基于在上述條件下測量的13C-NMR光譜。

對于光譜的歸屬,參考Macromolecules,第8卷,第687頁(1975)和Polymer,第30卷,第1350頁(1989)。

mm分率測定的更具體的方法詳細地記載于JP-A 2009-275207的第[0053]至[0065]段中,并且在本發明中,參考該方法。

1)-6.特性(X-vi):支化指數g'

作為具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)的支鏈化的直接指標,提及支化指數g'。g'通過具有長鏈支化結構的聚合物的特性粘度[η]br與具有與支鏈狀聚合物相同的分子量的線性聚合物的特性粘度[η]lin的比,即[η]br/[η]lin來給出,并且在長鏈支化結構的存在下小于1。

定義記載于例如"Developments in Polymer Characterization-4"(J.V.Dawkins ed.Applied Science Publishers,1983)中,并且該指數是本領域技術人員已知的一種。

g'可以例如使用下述的裝配有光散射分析儀和粘度計的GPC作為絕對分子量Mabs的函數來獲得。

當借由光散射測量的其絕對分子量Mabs,Mabs為1,000,000時,用于本發明的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)的g'優選為0.30至小于1.00,更優選0.55至0.98,甚至更優選0.75至0.96,最優選0.78至0.95。

如下文中詳細地描述,用于本發明的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)從聚合機理可以形成梳型鏈作為其分子結構,并且當規定g'落在該范圍內時,可以控制熔融張力落在適當的范圍內,由此作為阻燃性的一個評價指標的耐滴落性可以增加,另外,可以表現良好的成形性。具體地,當g'小于0.30時,主鏈的比例小,并且側鏈的比例非常大,在此情況下,熔融張力不會增加或凝膠會形成,由此耐滴落性降低以對各種機械強度性能有一些負面影響,結果,這種樹脂不利地用于作為本發明的目標的具有高阻燃性的阻燃性材料。另一方面,當1.00的值意味著該樹脂沒有支鏈時,這種樹脂會具有小的熔融張力以降低耐滴落性,由此這種樹脂也不利地用于作為本發明的目標的具有高阻燃性的阻燃性材料。

g'的下限優選為上述值,并且原因如下。

根據"Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,第2卷"(John Wiley&Sons,1985,第485頁),梳型聚合物的g'值由以下等式表示。

[數學式1]

在以上中,g是由聚合物的旋轉半徑比定義的支化指數,ε是由支鏈的形狀和溶劑確定的常數,并且根據以上文獻的第487頁的表3,報道的是,該值在良溶劑中在梳型鏈中為約0.7至1.0左右。λ是梳型鏈中主鏈的比例,并且p是平均支鏈數。根據該等式,梳型鏈可以具有非常大的支鏈數,即,當p無限大時,g'=gε=λε并且不是小于λε的值,通常具有下限。

另一方面,在電子束照射或過氧化物變性的情況下會出現的已知的無規支鏈等式由以上文獻的第485頁的式(19)給出。據此,在無規支鏈中,g'和g值可以隨著支鏈點的增加而單調降低,不包括任何特定的下限值。換言之,在本發明中,g'值的下限的存在意味著用于本發明的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)具有與梳型鏈相似的結構,并且據此,可以更明確地闡明與借由電子束照射或過氧化物變性形成的無規支鏈的區別。

優選g'落在以上范圍內且具有與梳型鏈相似的結構的支鏈狀聚合物,因為在重復混煉時其熔融張力的降低是低的,由此在工業生產成形體的過程中形成的回收材料,例如在片或膜成形期間修剪下的廢料殘余物、或如注射成形的邊料(runners)等部件的再次成形時,這種聚合物的物性和成形性幾乎不劣化。

以下提及本說明書的實施例中g'的具體計算方法。

作為裝配有差示折射計(RI)和粘度計的GPC裝置,使用Waters的Alliance GPCV2000。作為光散射檢測器,使用多角度激光散射檢測器(MALLS),Wyatt Technology的DAWN-E。檢測器以MALLS、RI和粘度計的順序相連接。流動相溶劑是1,2,4-三氯苯(以0.5mg/ml的量添加BASF的抗氧化劑,Irganox1076)。

流速為1mL/min,使用Tosoh的GMHHR-H(S)HT的兩個色譜柱。色譜柱、樣品注入部和各檢測器中的溫度為140℃。樣品濃度為1mg/ml,并且注入量(樣品環路容積)為0.2175mL。

在從MALLS測定絕對分子量(Mabs)、均方回轉半徑(mean-square radius of gyration)(Rg)和從粘度計獲得的極限粘度([η])時,使用MALLS附帶的數據處理軟件ASTRA(version 4.73.04)并且參考以下出版物。

參考文獻:

1."Developments in Polymer Characterization-4"(J.V.Dawkins ed.Applied Science Publishers,1983,第1章.)

2.Polymer,45,6495-6505(2004)

3.Macromolecules,33,2424-2436(2000)

4.Macromolecules,33,6945-6952(2000)

對于各種設備和色譜柱,可以使用與其等同的任意其它那些。

[支化指數(g')的計算]

將支化指數(g')計算為使用上述粘度計測量的樣品的極限粘度([η]br)與分開測量的線性聚合物的極限粘度([η]lin)的比,即,([η]br/[η]lin)。

當長鏈支化結構引入聚合物分子中時,與具有相同的分子量的線性聚合物分子相比,該聚合物的回轉半徑(radius of inertia)變得較小。當回轉半徑變小時,極限粘度也變小,由此,在將長鏈支化結構引入聚合物中的情況下,支鏈狀聚合物的極限粘度([η]br)與具有相同的分子量的線性聚合物的極限粘度([η]lin)的比,即,([η]br/[η]lin)變得較小。

因此,其中支化指數(g'=[η]br/[η]lin)小于1的情況意味著支鏈已經引入聚合物中。這里,作為具有[η]lin的線性聚合物,使用市售均聚丙烯(JapanPolypropylene Corporation's Novatec PP(注冊商標),等級:FY6)。線性聚合物的[η]lin的對數與其分子量的對數是線性關系,并且這已知為Mark-Houwink-Sakurada方程。因此,[η]lin可以通過低分子量側或高分子量側的適當的外推來獲得。

在本發明中,可以認為的是,滿足(MT)≥-0.9×log(MFR)+0.7的特性(X-iii)且滿足在Mabs為1,000,000的情況下g'<1的聚丙烯類樹脂具有長鏈支化結構。

1)-7.具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)的制造方法

只要具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)滿足上述條件(X-i)至(X-iv),該樹脂的制造方法沒有特別限制。全部滿足如上所述的高的立構規整性、小的低結晶性成分量和相對寬的分子量分布且優選滿足支化指數g'的范圍、高的熔融張力等的條件的樹脂的優選的制造方法是采用使用組合的茂金屬催化劑的大分子單體共聚法的方法。該方法的實例公開于例如JP-A2009-57542中。

該方法是使用具有特定結構且具有大分子單體生產能力的催化劑組分以及具有高分子量和大分子單體共聚能力的特定結構的催化劑組分的組合,來生產具有長鏈支化結構的聚丙烯。根據該方法,使用本體聚合或氣相聚合的工業有效方法,特別在實用的壓力和溫度條件下的單階段聚合中,使用氫作為分子量調節劑,可以生產具有長鏈支化結構且具有預期物性的聚丙烯類樹脂(X)。

迄今,支鏈生成效率(branching efficiency)必須通過借助使用具有低的立構規整性的聚丙烯組分降低結晶性來增加,但根據上述方法,具有充分高的立構規整性的聚丙烯組分可以根據簡單方法引入側鏈中。對于滿足與用于本發明的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)優選的高的立構規整性和小的低結晶性成分量相關的條件(X-iv)至(X-v),優選采用該制造方法。

根據上述方法,使用在聚合特性方面很大不同的兩種催化劑,由此可以拓寬分子量分布并且全部滿足特性(X-i)至(X-iii),這對于用于本發明的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)是必要的,并且由此優選該方法。

下文中詳細地描述用于本發明的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)的優選的制造方法。

作為具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)的優選的制造方法,提及使用以下催化劑組分(A)、(B)和(C)作為丙烯聚合催化劑的丙烯系聚合物的制造方法。

(A):兩種以上的周期表第4族的過渡金屬化合物,其中至少一種選自由以下通式(a1)表示的化合物的組分[A-1],并且至少一種選自由以下通式(a2)表示的化合物的組分[A-2]。

組分[A-1]:由通式(a1)表示的化合物

組分[A-2]:由通式(a2)表示的化合物

(B):離子交換性層狀硅酸鹽

(C):有機鋁化合物

下文中詳細地描述催化劑組分(A)、(B)和(C)。

(1)催化劑組分(A)

(i)組分[A-1]:由通式(a1)表示的化合物

[化學式1]

(在通式(a1)中,R11和R12各自獨立地表示具有4至16個碳原子且含有氮或氧和硫的雜環基。R13和R14各自獨立地表示具有6至16個碳原子且任選含有鹵素、硅、氧、硫、氮、硼、磷或選自這些的多種雜元素的芳基,或具有6至16個碳原子且含有氮或氧和硫的雜環基。X11和Y11各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、具有1至20個碳原子的烴基、具有1至20個碳原子的含硅烴基、具有1至20個碳原子的鹵代烴基、具有1至20個碳原子的含氧烴基、氨基或具有1至20個碳原子的含氮烴基。Q11表示具有1至20個碳原子的二價烴基、或任選含有具有1至20個碳原子的烴基的亞甲硅烷基或亞甲鍺烷基。)

R11和R12的具有4至16個碳原子且含有氮或氧和硫的雜環基優選為2-呋喃基、取代的2-呋喃基、取代的2-噻吩基或取代的2-糠基,并且更優選取代的2-呋喃基。

取代的2-呋喃基、取代的2-噻吩基和取代的2-糠基的取代基包括:如甲基、乙基、丙基等具有1至6個碳原子的烷基;如氟原子、氯原子等鹵素原子;如甲氧基、乙氧基等具有1至6個碳原子的烷氧基;三烷基甲硅烷基。其中,優選甲基和三甲基甲硅烷基,并且更優選甲基。

R11和R12各自特別優選為2-(5-甲基)-呋喃基。還優選地,R11和R12相同。

R13和R14的具有6至16個碳原子且任選含有鹵素、硅、氧、硫、氮、硼、磷或選自這些的多種雜元素的芳基可以在具有6至16個碳原子的范圍內的芳基環狀骨架上具有一個以上的具有1至6個碳原子的烴基、具有1至6個碳原子的含硅烴基和具有1至6個碳原子的含鹵素烴基的取代基。

優選地,R13和R14的至少一個為苯基、4-甲基苯基、4-異丙基苯基、4-叔丁基苯基、4-三甲基甲硅烷基苯基、2,3-二甲基苯基、3,5-二叔丁基苯基、4-苯基苯基、氯苯基、萘基、或菲基,更優選苯基、4-異丙基苯基、4-叔丁基苯基、4-三甲基甲硅烷基苯基或4-氯苯基。優選地,R13和R14相同。

在通式(a1)中,X11和Y11是輔助配體,并且與催化劑組分(B)的助催化劑反應以形成具有烯烴聚合能力的活性茂金屬。因此,只要可以實現該目的,則X11和Y11在配體的種類方面沒有特別限制,并且各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、具有1至20個碳原子的烴基、具有1至20個碳原子的含硅烴基、具有1至20個碳原子的鹵代烴基、具有1至20個碳原子的含氧烴基、氨基或具有1至20個碳原子的含氮烴基、具有1至20個碳原子的烷氧基、具有1至20個碳原子的烷基酰胺基、三氟甲烷磺酸基、或具有1至20個碳原子的含磷烴基。

在通式(a1)中,Q11表示任意的具有1至20個碳原子的二價烴基、或任選含有具有1至20個碳原子的烴基的亞甲硅烷基或亞甲鍺烷基,其結合兩個5元環。在兩個烴基存在于亞甲硅烷基或亞甲鍺烷基上的情況下,它們可以彼此結合以形成環結構。

Q11的具體實例包括:如亞甲基、甲基亞甲基、二甲基亞甲基、1,2-亞乙基等亞烷基;亞甲硅烷基;如二苯基亞甲基等芳基亞烷基;如甲基亞甲硅烷基、二甲基亞甲硅烷基、二乙基亞甲硅烷基、二(正丙基)亞甲硅烷基、二(異丙基)亞甲硅烷基、二(環己基)亞甲硅烷基等烷基亞甲硅烷基;如甲基(苯基)亞甲硅烷基等(烷基)(芳基)亞甲硅烷基;如二苯基亞甲硅烷基等芳基亞甲硅烷基;如四甲基二亞甲硅烷基等烷基低聚亞甲硅烷基;亞甲鍺烷基;對應于含有具有1至20個碳原子的烴基的二價亞甲硅烷基的烷基亞甲鍺烷基,其中硅由鍺來代替;(烷基)(芳基)亞甲鍺烷基;芳基亞甲鍺烷基等。其中,優選含有具有1至20個碳原子的烴基的亞甲硅烷基或含有具有1至20個碳原子的烴基的亞甲鍺烷基,更優選烷基亞甲硅烷基或烷基亞甲鍺烷基。

下文中具體列舉由通式(a1)表示的化合物中的優選化合物。

二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(2-呋喃基)-4-苯基-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(2-噻吩基)-4-苯基-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-苯基-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二苯基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-苯基-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲鍺烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-苯基-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲鍺烷基雙{2-(5-甲基-2-噻吩基)-4-苯基-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-叔丁基-2-呋喃基)-4-苯基-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-三甲基甲硅烷基-2-呋喃基)-4-苯基-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-苯基-2-呋喃基)-4-苯基-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(4,5-二甲基-2-呋喃基)-4-苯基-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(2-苯并呋喃基)-4-苯基-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-甲基苯基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-異丙基苯基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-三甲基甲硅烷基苯基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(2-糠基)-4-苯基-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-氯苯基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-氟苯基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-三氟甲基苯基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-叔丁基苯基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(2-呋喃基)-4-(1-萘基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(2-呋喃基)-4-(2-萘基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(2-呋喃基)-4-(2-菲基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(2-呋喃基)-4-(9-菲基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(1-萘基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(2-萘基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(2-菲基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(9-菲基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-叔丁基-2-呋喃基)-4-(1-萘基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-叔丁基-2-呋喃基)-4-(2-萘基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-叔丁基-2-呋喃基)-4-(2-菲基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-叔丁基-2-呋喃基)-4-(9-菲基)-茚基}]鉿等。

其中,更優選的是二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-苯基-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-甲基苯基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-異丙基苯基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-三甲基甲硅烷基苯基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-氯苯基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-(2-萘基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-叔丁基苯基)-茚基}]鉿。

特別優選的是二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-苯基-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-異丙基苯基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-三甲基甲硅烷基苯基)-茚基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-叔丁基苯基)-茚基}]鉿。

(ii)組分[A-2]:由通式(a2)表示的化合物

[化學式2]

(在通式(a2)中,R21和R22各自獨立地表示具有1至6個碳原子的烴基,并且R23和R24各自獨立地表示具有6至16個碳原子且任選含有鹵素、硅、氧、硫、氮、硼、磷或選自這些的多種雜元素的芳基。X21和Y21各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、具有1至20個碳原子的烴基、具有1至20個碳原子的含硅烴基、具有1至20個碳原子的鹵代烴基、具有1至20個碳原子的含氧烴基、氨基或具有1至20個碳原子的含氮烴基。Q21表示具有1至20個碳原子的二價烴基、或任選含有具有1至20個碳原子的烴基的亞甲硅烷基或亞甲鍺烷基。M21表示鋯或鉿。)

R21和R22各自獨立地表示具有1至6個碳原子的烴基,優選烷基,更優選具有1至4個碳原子的烷基。該基團的具體實例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、正戊基、異戊基、正己基等。優選甲基、乙基和正丙基。

R23和R24各自獨立地表示具有6至16個、優選6至12個碳原子且任選含有鹵素、硅或選自這些的多種雜元素的芳基。該基團的優選實例包括苯基、3-氯苯基、4-氯苯基、3-氟苯基、4-氟苯基、4-甲基苯基、4-異丙基苯基、4-叔丁基苯基、4-三甲基甲硅烷基苯基、4-(2-氟-4-聯苯基)、4-(2-氯-4-聯苯基)、1-萘基、2-萘基、4-氯-2-萘基、3-甲基-4-三甲基甲硅烷基苯基、3,5-二甲基-4-叔丁基苯基、3,5-二甲基-4-三甲基甲硅烷基苯基、3,5-二甲基-4-叔丁基苯基、3,5-二甲基-4-三甲基甲硅烷基苯基、3,5-二氯-4-三甲基甲硅烷基苯基等。

X21和Y21是輔助配體,并且與催化劑組分(B)的助催化劑反應以形成具有烯烴聚合能力的活性茂金屬。因此,只要可以實現該目的,則X21和Y21在配體的種類方面沒有特別限制,并且各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、具有1至20個碳原子的烴基、具有1至20個碳原子的含硅烴基、具有1至20個碳原子的鹵代烴基、具有1至20個碳原子的含氧烴基、氨基或具有1至20個碳原子的含氮烴基、具有1至20個碳原子的烷氧基、具有1至20個碳原子的烷基酰胺基、三氟甲烷磺酸基、或具有1至20個碳原子的含磷烴基。

Q21是交聯兩個共軛5元環配體的結合基,表示具有1至20個碳原子的二價烴基、或任選含有具有1至20個碳原子的烴基的亞甲硅烷基、或任選含有具有1至20個碳原子的烴基的亞甲鍺烷基,優選取代的亞甲硅烷基或取代的亞甲鍺烷基。

結合至硅或鍺的取代基優選為具有1至12個碳原子的烴基,并且兩個取代基可以彼此結合。該基團的具體實例包括亞甲基、二甲基亞甲基、亞乙基-1,2-二基、二甲基亞甲硅烷基、二乙基亞甲硅烷基、二苯基亞甲硅烷基、甲基苯基亞甲硅烷基、9-硅雜芴-9,9-二基、二甲基亞甲硅烷基、二乙基亞甲硅烷基、二苯基亞甲硅烷基、二甲基亞甲鍺烷基、二乙基亞甲鍺烷基、二苯基亞甲鍺烷基、甲基苯基亞甲鍺烷基等。

進一步,M21是鋯或鉿,優選鉿。

由通式(a2)表示的茂金屬化合物的非限制性實例包括以下。

然而,以下僅描述典型的示例性化合物,回避了復雜的很多舉例。本發明不應被理解為限于這些化合物,但明顯的是,各種配體、交聯結合基和輔助配體可以以任意方式使用。以下示出具有鉿作為中心金屬的化合物,但具有鋯為中心金屬的化合物應該如本說明書中表明的那些來獲取。

二氯{1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙(2-甲基-4-苯基-4-氫化薁基(hydroazulenyl))}鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(4-氯苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(4-叔丁基苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(4-三甲基甲硅烷基苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(3-氯-4-叔丁基苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(3-甲基-4-叔丁基苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(3-氯-4-三甲基甲硅烷基苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(3-甲基-4-三甲基甲硅烷基苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(1-萘基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(2-萘基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(4-氯-2-萘基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(2-氟-4-聯苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(2-氯-4-聯苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(9-菲基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-乙基-4-(4-氯苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-正丙基-4-(3-氯-4-三甲基甲硅烷基苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-乙基-4-(3-氯-4-叔丁基苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-乙基-4-(3-甲基-4-三甲基甲硅烷基苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲鍺烷基雙{2-甲基-4-(2-氟-4-聯苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲鍺烷基雙{2-甲基-4-(4-叔丁基苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-(9-硅雜芴-9,9-二基)雙{2-乙基-4-(4-氯苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-乙基-4-(4-氯-2-萘基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-乙基-4-(2-氟-4-聯苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-(9-硅雜芴-9,9-二基)雙{2-乙基-4-(3,5-二氯-4-三甲基甲硅烷基苯基)-4-氫化薁基}]鉿等。

其中,優選的是二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(4-氯苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(3-氯-4-三甲基甲硅烷基苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-乙基-4-(2-氟-4-聯苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-乙基-4-(4-氯-2-萘基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-乙基-4-(3-甲基-4-三甲基甲硅烷基苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-(9-硅雜芴-9,9-二基)雙{2-乙基-4-(3,5-二氯-4-三甲基甲硅烷基苯基)-4-氫化薁基}]鉿。

更優選的是二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(4-氯苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-乙基-4-(2-氟-4-聯苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-乙基-4-(3-甲基-4-三甲基甲硅烷基苯基)-4-氫化薁基}]鉿、二氯[1,1'-(9-硅雜芴-9,9-二基)雙{2-乙基-4-(3,5-二氯-4-三甲基甲硅烷基苯基)-4-氫化薁基}]鉿。

(2)催化劑組分(B)

優選用于生產聚丙烯類樹脂(X)的催化劑組分(B)是離子交換性層狀硅酸鹽。

(i)離子交換性層狀硅酸鹽的種類

離子交換性層狀硅酸鹽(下文中這可以簡單縮寫為硅酸鹽)是具有各自由離子鍵合構成且通過鍵合力彼此平行地堆積的面的結晶結構的硅酸鹽化合物,其中離子是可交換的。天然地,大多數硅酸鹽作為粘土礦物的主成分來生產,由此通常包含除了離子交換性層狀硅酸鹽以外的任意其它雜質(石英、方石英等),并且這里使用的硅酸鹽可以包含這樣的雜質。根據這樣的雜質的種類、量、粒徑、結晶性和分散狀態,包含雜質的硅酸鹽會好于純硅酸鹽,并且這樣的復合物形式在催化劑組分(B)的范圍內。

用于本發明的硅酸鹽不限于天然產物,但可以是任意人工合成產物,并且可以包含這樣的合成產物。

層狀硅酸鹽的具體實例包括例如,記載于由Haruo Shiromizu撰寫的"ClayMineralogy",Asakura Publishing(1995)中的以下層狀硅酸鹽。

如蒙脫土、鋅蒙脫石、貝得石、綠脫石、皂石、鋰蒙脫石、硅鎂石等蒙脫石族;如蛭石等蛭石族;如云母、伊利石、絲云母、海綠石等云母族;凹凸棒土、海泡石、坡縷石、膨潤土、葉蠟石、滑石、綠泥石等。

硅酸鹽優選為其中主成分具有2/1結構的那種,更優選蒙脫石族,甚至更優選蒙脫土。層間陽離子的種類沒有特別限制,但從作為工業材料容易且低價可得的觀點,優選層間陽離子的主成分為堿金屬或堿土金屬的硅酸鹽。

(ii)離子交換性層狀硅酸鹽的化學處理

本發明中的催化劑組分(B)的離子交換性層狀硅酸鹽可以原樣直接使用而不需要任何特別處理,但優選地進行化學處理。這里,對于離子交換性層狀硅酸鹽的化學處理,任意的從表面除去雜質的表面處理或對粘土結構有一些影響的處理是可用的。具體地,提及的是酸處理、堿處理、鹽類處理、有機物處理等。

<酸處理>

在酸處理中,雜質可以從表面中除去,另外,結晶結構中的如Al、Fe、Mg等陽離子的一部分或全部可以溶出。

用于酸處理的酸優選選自鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、乙酸和草酸。

可以使用兩種以上的鹽類(記載于下一項目中)和酸。使用鹽類或酸的處理條件沒有特別限制,但通常,期望的是,鹽類或酸的濃度為0.1至50重量%,處理溫度為室溫至沸點,并且處理時間為5分鐘至24小時。在該條件下,構成選自由離子交換性層狀硅酸鹽組成的組的至少一種化合物的物質的至少一部分溶出。通常,鹽類和酸以其水溶液的形式使用。

通過組合以下酸和鹽類制備的那種可以用作處理劑。這些酸和鹽類的組合也是可用的。

<鹽類處理>

在使用鹽的處理前離子交換性層狀硅酸鹽可以包含的可交換的第1族的金屬陽離子的40%以上、優選60%以上優選地與從以下鹽類中解離的陽離子離子交換。

為了離子交換而用于鹽類處理的鹽類是由含有選自由第1族至第14族原子組成的組的至少一種原子的陽離子和選自由鹵素原子、無機酸和有機酸組成的組的至少一種陰離子形成的化合物,更優選由含有選自由第2族至第14族原子組成的組的至少一種原子的陽離子和選自由Cl、Br、I、F、PO4、SO4、NO3、CO3、C2O4、ClO4、OOCCH3、CH3COCHCOCH3、OCl2、O(NO3)2、O(ClO4)2、O(SO4)、OH、O2Cl2、OCl3、OOCH、OOCCH2CH3、C2H4O4和C5H5O7組成的組的至少一種陰離子形成的化合物。

作為這樣的鹽類具體實例,提及的是LiF、LiCl、LiBr、LiI、Li2SO4、Li(CH3COO)、LiCO3、Li(C6H5O7)、LiCHO2、LiC2O4、LiClO4、Li3PO4、CaCl2、CaSO4、CaC2O4、Ca(NO3)2、Ca3(C6H5O7)2、MgCl2、MgBr2、MgSO4、Mg(PO4)2、Mg(ClO4)2、MgC2O4、Mg(NO3)2、Mg(OOCCH3)2、MgC4H4O4等。

還提及的是Ti(OOCCH3)4、Ti(CO3)2、Ti(NO3)4、Ti(SO4)2、TiF4、TiCl4,Zr(OOCCH3)4、Zr(CO3)2、Zr(NO3)4、Zr(SO4)2、ZrF4、ZrCl4、ZrOCl2、ZrO(NO3)2、ZrO(ClO4)2、ZrO(SO4)、HF(OOCCH3)4、HF(CO3)2、HF(NO3)4、HF(SO4)2、HFOCl2、HFF4、HFCl4、V(CH3COCHCOCH3)3、VOSO4、VOCl3、VCl3、VCl4、VBr3等。

還提及的是Cr(CH3COCHCOCH3)3、Cr(OOCCH3)2OH、Cr(NO3)3、Cr(ClO4)3、CrPO4、Cr2(SO4)3、CrO2Cl2、CrF3、CrCl3、CrBr3、CrI3、Mn(OOCCH3)2、Mn(CH3COCHCOCH3)2、MnCO3、Mn(NO3)2、MnO、Mn(ClO4)2、MnF2、MnCl2、Fe(OOCCH3)2、Fe(CH3COCHCOCH3)3、FeCO3、Fe(NO3)3、Fe(ClO4)3、FePO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、FeF3、FeCl3、FeC6H5O7等。

還提及的是Co(OOCCH3)2、Co(CH3COCHCOCH3)3、CoCO3、Co(NO3)2、CoC2H4、Co(ClO4)2、Co3(PO4)2、CoSO4、CoF2、CoCl2、NiCO3、Ni(NO3)2、NiC2O4、Ni(ClO4)2、NiSO4、NiCl2、NiBr2等。

進一步提及的是Zn(OOCCH3)2、Zn(CH3COCHCOCH3)2、ZnCO3、Zn(NO3)2、Zn(ClO4)2、Zn3(PO4)2、ZnSO4、ZnF2、ZnCl2、AlF3、AlCl3、AlBr3、AlI3、Al2(SO4)3、Al2(C2O4)3、Al(CH3COCHCOCH3)3、Al(NO3)3、AlPO4、GeCl4、GeBr4、GeI4等。

<堿處理>

除了酸處理和鹽類處理以外,按需要,可以進行以下堿處理或有機物處理。要用于堿處理的處理劑的實例包括LiOH、NaOH、KOH、Mg(OH)2、Ca(OH)2、Sr(OH)2、Ba(OH)2等。

<有機物處理>

用于有機物處理的有機處理劑的實例包括三甲基銨、三乙基銨、N,N-二甲基苯胺、三苯基鏻等.

除了關于構成鹽類處理劑的那些而在上文中列舉的陰離子以外,構成有機處理劑的陰離子的實例包括六氟磷酸根、四氟硼酸根、四苯基硼酸根等。然而,這些是非限制性的。

這些處理劑的單獨一種或兩種以上可以單獨或組合使用。關于組合,可以組合在開始處理時要添加的處理劑,或可以組合在處理期間要添加的那些。化學處理可以使用一種且相同的處理或使用不同的處理劑進行多次。

離子交換性層狀硅酸鹽通常包含吸附水和層間水。在本發明中,優選地,將這樣的吸附水和層間水在使用前從催化劑組分(B)中除去。

將吸附水和層間水從離子交換性層狀硅酸鹽中除去的熱處理方法沒有特別限制,但必須以層間水不會殘留且處理不導致結構破壞的方式選擇。加熱時間為0.5小時以上,優選1小時以上。在此情況下,期望的是,當在溫度200℃和壓力1mmHg下脫水2小時的組分的水含量為0重量%時,脫水的催化劑組分(B)的水含量為3重量%以下,優選1重量%以下。

如上所述,在本發明中,借由鹽類處理和/或酸處理制備且水含量為3重量%以下的離子交換性層狀硅酸鹽特別優選作為催化劑組分(B)。

在用于形成催化劑或作為催化劑的使用之前,離子交換性層狀硅酸鹽可以使用下文中提及的有機鋁化合物的催化劑組分(C)來處理,并且優選由此處理的硅酸鹽。相對于1g離子交換性層狀硅酸鹽的催化劑組分(C)的量沒有限制,但通常,該量為20mmol以下,并且優選為0.5mmol至10mmol。處理溫度和處理時間沒有限制,并且處理溫度通常為0℃以上且70℃以下,并且處理時間可以為10分鐘以上且3小時以下。在處理之后,可以洗滌硅酸鹽,并且優選洗滌其。作為溶劑,使用與用于下文中提及的預聚合或淤漿聚合的溶劑相同的烴溶劑。

優選地,催化劑組分(B)是平均粒徑為5μm以上的球狀顆粒的形式。作為該顆粒,天然物質或市售品可以原樣直接使用,只要它們是球狀即可,或還可以使用顆粒的形狀和粒徑已經借由造粒、粒徑分級或分離(fractionation)來控制的那些。

這里可用的造粒方法包括例如,攪拌造粒法和噴霧造粒法。還可以使用市售品。

在造粒期間,可以使用有機物、無機溶劑、無機鹽和各種粘結劑。

以如上方式獲得的球狀顆粒的壓縮破壞強度優選為0.2MPa以上,更優選0.5MPa以上,以防止聚合過程期間的破碎或細粉末形成。當顆粒具有這樣的顆粒強度時,顆粒性能改善效果可以在預聚合時特別有效地展現。

(3)催化劑組分(C)

催化劑組分(C)為有機鋁化合物。用作催化劑組分(C)的有機鋁化合物優選為由通式(AlR31qZ3-q)p表示的化合物。

本發明中不需要說的是,由該式表示的化合物的單獨一種或多種可以單獨或組合使用。在式中,R31表示具有1至20個碳原子的烴基,Z表示鹵素、氫、烷氧基或氨基。q表示1至3的整數,并且p表示1或2的整數。R31優選為烷基。當Z是鹵素時,其優選為氯;當Z是烷氧基時,其優選為具有1至8個碳原子的烷氧基;當Z是氨基時,其優選為具有1至8個碳原子的氨基。

有機鋁化合物的具體實例包括三甲基鋁、三乙基鋁、三正丙基鋁、三正丁基鋁、三異丁基鋁、三正己基鋁、三正辛基鋁、三正癸基鋁、二乙基氯化鋁、二乙基倍半氯化鋁、二乙基氫化鋁、二乙基乙氧基鋁、二乙基鋁二甲基酰胺、二異丁基氫化鋁、二異丁基氯化鋁等。

其中,優選三烷基鋁和烷基氫化鋁,其中p=1并且q=3。更優選三烷基鋁,其中R31具有1至8個碳原子。

(4)催化劑的形成,預聚合

催化劑可以通過將上述催化劑組分(A)至(C)全部一次或分多次添加至(預)聚合槽并且在其中保持彼此接觸來同時或連續地形成。

通常,將各組分在脂肪族烴或芳香族烴溶劑中彼此接觸。接觸溫度沒有特別限制,但優選為-20℃至150℃。對于接觸順序,任意符合目的的組合是可用的,并且以下示出關于構成組分的特別優選的順序。

在使用催化劑組分(C)的情況下,在催化劑組分(A)和催化劑組分(B)彼此接觸之前,催化劑組分(C)可以與催化劑組分(A)或催化劑組分(B)接觸,或催化劑組分(C)可以與催化劑組分(A)和催化劑組分(B)二者接觸,或者與催化劑組分(A)和催化劑組分(B)之間的接觸同時地,催化劑組分(C)可以與二者接觸,或在催化劑組分(A)和催化劑組分(B)已經彼此接觸之后,可以接觸催化劑組分(C)。優選其中在催化劑組分(A)和催化劑組分(B)彼此接觸之前,任意的催化劑組分(A)和催化劑組分(B)與催化劑組分(C)接觸的方法。

在各組分已經彼此接觸之后,所得混合物可以使用脂肪族烴或芳香族烴溶劑來洗凈。

催化劑組分(A)、(B)和(C)的使用量是任意的一種。例如,催化劑組分(A)的使用量優選在相對于1g催化劑組分(B)為0.1μmol至1,000μmol,更優選0.5μmol至500μmol的范圍內。相對于催化劑組分(A)的催化劑組分(C)的量按過渡金屬的摩爾比換算優選在0.01-5×106,更優選0.1-1×104的范圍內。

組分[A-1](由通式(a1)表示的化合物)與組分[A-2](由通式(a1)表示的化合物)的比例是在滿足丙烯系聚合物上述特性的范圍內的任意一種,但優選地,[A-1]中的過渡金屬相對于組分[A-1]和[A-2]的總量的摩爾比為0.30以上且0.99以下。

通過改變比例,可以控制熔體物性與催化劑活性之間的平衡。換言之,組分[A-1]產生具有低分子量的末端乙烯基大分子單體,并且組分[A-2]產生與大分子單體部分共聚的高分子量形式。因此,通過變化組分[A-1]的比例,可以控制生成的聚合物的平均分子量、分子量分布、分子量分布的向高分子量側的偏離、非常高分子量組分、和支鏈(量、長度、分布),由此可以控制如應變硬化度、熔融張力和熔體延展性等熔體物性。

為了生產具有非常高的應變硬化度的丙烯系聚合物,該值必須為0.30以上,優選0.40以上,更優選0.5以上。上限為0.99以下,并且為了以高催化劑活性有效地獲得聚丙烯類樹脂(X),其優選為0.95以下,更優選在0.90以下的范圍內。

在上述范圍內使用組分[A-1]使得可以相對于氫量,控制平均分子量與催化劑活性之間的平衡。

本發明的催化劑借由催化劑與烯烴的接觸進行包括少量聚合的預聚合處理。預聚合處理在預期的真正聚合期間防止了凝膠形成。可以認為原因是因為聚合物顆粒間的長鏈支鏈可以在聚合期間均勻地分布,并且由于該原因,可以由此改善熔體特性。

用于預聚合的烯烴沒有特別限制,并且其實例包括丙烯、乙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、乙烯基環烷烴、苯乙烯等。作為烯烴供給方法,任意已知方法是可用的,包括其中在保持恒定速度同時或在恒定壓力條件下將烯烴供給至反應器中的供給方法、其組合方法、階段地改變條件的方法等。

預聚合溫度和時間沒有特別限制。優選地,溫度落在-20℃至100℃的范圍內,并且時間落在5分鐘至24小時的范圍內。對于預聚合量,預聚合的聚合物量相對于催化劑組分(B)優選為0.01至100,更優選0.1至50。在預聚合期間,可以添加催化劑組分(C),或可以稍后添加。預聚合之后,可以洗滌催化劑。

在上述組分彼此接觸期間或之后,可以使如聚乙烯或聚丙烯等聚合物、和如二氧化硅或二氧化鈦等無機氧化物的固體存在于反應體系中,并且該方法是這里可用的。

(5)催化劑的使用/丙烯聚合

聚合模式可以是其中包含催化劑組分(A)、催化劑組分(B)和催化劑組分(C)的烯烴聚合催化劑可以有效地與單體保持接觸的任意和每一種。

具體地,這里可用的是,使用惰性溶劑的淤漿法、使用丙烯作為溶劑但實質上不使用惰性溶劑的所謂的本體法、溶液聚合法、實際上不使用液體溶劑的其中單體保持氣態的氣相法等。另外,連續聚合或分批聚合法也是可用的。進一步,除了單階段聚合以外,兩段以上的多階段聚合是可用的。

在淤漿聚合的情況下,如己烷、庚烷、戊烷、環己烷、苯或甲苯等飽和脂肪族或芳香族烴可以單獨或作為其混合物使用。

聚合溫度為0℃以上且150℃以下。特別地,在本體聚合中,溫度優選為40℃以上,更優選50℃以上。上限優選為80℃以下,更優選75℃以下。

進一步,在氣相聚合的情況下,溫度優選為40℃以上,更優選50℃以上。上限優選為100℃以下,更優選90℃以下。

聚合壓力優選為1.0MPa以上且5.0MPa以下。特別地,在本體聚合中,壓力優選為1.5MPa以上,更優選2.0MPa以上。上限優選為4.0MPa以下,更優選3.5MPa以下。

進一步,在氣相聚合的情況下,壓力優選為1.5MPa以上,更優選1.7MPa以上。上限優選為2.5MPa以下,更優選2.3MPa以下。

進一步,作為分子量調節劑,氫可以為了提高活性以相對于丙烯的摩爾比為1.0×10-6以上且1.0×10-2以下的量而輔助地使用。

通過改變氫的使用量,可以控制生成的聚合物的平均分子量,除此以外,分子量分布、分子量分布的向高分子量側的偏離、非常高分子量組分、和支鏈(量、長度、分布),由此可以控制如應變硬化度、熔融張力和熔體延展性等熔體物性。因此,由此可以控制如MFR、應變硬化度、熔融張力MT和熔體延展性等表征具有長鏈支化結構的聚丙烯的熔體物性。

優選地,氫以相對于丙烯的摩爾比為1.0×10-6以上,更優選1.0×10-5以上,甚至更優選1.0×10-4以上的量使用。上限優選為1.0×10-2以下,更優選0.9×10-2以下,甚至更優選0.8×10-2以下。

除了丙烯單體以外,除了丙烯以外的具有2至20個碳原子的任意其它α-烯烴共聚單體,例如,乙烯和/或1-丁烯可以根據預期用途用作共聚用共聚單體。

為了獲得在催化劑活性和熔體物性之間具有良好平衡的那些來作為用于本發明的聚丙烯類樹脂(X),期望的是,乙烯和/或1-丁烯以相對于丙烯為15mol%以下,更優選10.0mol%以下,甚至更優選7.0mol%以下的量使用。

在使用這里列舉的催化劑和聚合方法的丙烯的聚合中,其中聚合物半末端(semiterminal)主要示出丙烯基結構的所謂的大分子單體借由通常稱為β-甲基消除的特定鏈轉移反應從來源于催化劑組分[A-1]的活性種生成。認為的是,大分子單體可以形成具有較高的分子量的聚合物,并且取得(take in)具有較好的共聚性的來源于催化劑組分[A-2]的活性種,由此促進大分子單體的共聚。因此,認為的是,生成的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂的支鏈結構將會主要為梳型鏈。

1)-8.具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)的其它特性

根據上述方法生產的用于本發明的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)的其它特性特征在于在0.1s-1的應變速度下在伸長粘度的測量時其應變硬化度(λmax(0.1))為6.0以上。

應變硬化度(λmax(0.1))是表示熔融時的粘度的指標,并且當該值大時,熔融張力可以有效地增加。結果,在燃燒試驗時,樹脂可以展現高水平的耐滴落性。應變硬化度優選為6.0以上以表現耐滴落性,更優選8.0以上。另一方面,當應變硬化度太高時,會對成形性有一些負面影響,因此該值優選為30以下,更優選20以下。優選地控制應變硬化度落在該范圍內,樹脂可以保持高水平的耐滴落性,并且可以實現高水平的阻燃性并且可以保持良好的成形性。

以下描述λmax(0.1)的計算方法的細節。

λmax(0.1)計算方法

將在溫度180℃和應變速度0.1s-1下的伸長粘度描點在雙對數圖上,其中橫軸表示時間(t)并且縱軸表示伸長粘度ηE(Pa·sec)。在雙對數圖上,硬化前即刻的粘度近似為直線。

具體地,首先,相對于時間描點伸長粘度,并且確定各時間下的斜率。為此,考慮伸長粘度的測定數據離散的物質,并且使用各種平均法。例如,可用的是其中讀取相鄰數據的斜率,并且計算一些周圍點的移動平均的方法。

伸長粘度在低應變量的范圍內為單調增加函數,并且逐漸達到恒定水平。在不存在應變硬化時,伸長粘度在充分時間之后與特魯頓粘度(Trouton'sviscosity)相同,但在存在應變硬化時,通常,伸長粘度從應變量(=應變速度×時間)為約1起隨著時間流逝開始增加。具體地,斜率在低應變區域中趨于隨時間流逝而降低,但相反地,其從應變量為約1起趨于增加,并且在通過相對于時間描點伸長粘度而繪制的曲線上,存在拐點。因此,在0.1至2.5左右的應變量范圍內,確定如上獲得的各時間的斜率可以為最小值時的點,并且在點處繪制切線,并且外推直線直至應變量可以達到4.0。確定直至應變量可以達到4.0的伸長粘度ηE的最大值(ηmax),并且直至該時間的近似直線上的粘度稱為ηlin。ηmax/ηlin定義為λmax(0.1)。實際用于本說明書的實施例的設備等如在下文中給出的實施例的項目中記載。

優選地,用于本發明的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)具有高水平的立構規整性,借此可以生產具有高的剛性的成形體。具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)是均聚丙烯(丙烯均聚物),或可以是具有小量的例如,如乙烯、1-丁烯或1-己烯等具有約2至8個碳原子的α-烯烴等的任意其它共聚單體的丙烯-α-烯烴無規共聚物,只要該共聚物滿足上述各種特性特征即可。在聚丙烯類樹脂(X)為均聚丙烯的情況下,其結晶性高并且其熔點高,但還在聚丙烯類樹脂(X)為丙烯-α-烯烴無規共聚物的情況下,其熔點優選地高。

更具體地,借由差示掃描量熱儀(DSC)測量的熔點優選為145℃以上,更優選150℃以上。當熔點為145℃以上時,從產品的耐熱性的觀點,該樹脂是優選的,并且聚丙烯類樹脂(X)的熔點的上限通常為170℃。

熔點可以借由差示掃描量熱儀(DSC)來測量,其中將樣品一次加熱至200℃以消除其熱歷史,然后以10℃/min的冷卻速度冷卻至40℃,并且以10℃/min的加熱速度再次加熱,并且在此循環中,吸熱峰頂溫度是熔點。實際用于本說明書的實施例的設備等如在下文中給出的實施例的項目中記載。

2).聚丙烯類樹脂(Y)

以下描述用于本發明的聚丙烯類樹脂(Y)的細節。

2)-1.特性(Y-i):聚丙烯類樹脂(Y)

用于本發明的聚丙烯類樹脂(Y)為選自由丙烯均聚物、丙烯-α-烯烴嵌段共聚物和丙烯-α-烯烴無規共聚物組成的組的至少一種聚丙烯類樹脂,不對應于具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)。(本說明書的下文中,丙烯-α-烯烴嵌段共聚物和丙烯-α-烯烴無規共聚物可以簡稱為"丙烯-α-烯烴共聚物"。)

這里優選使用的丙烯-α-烯烴共聚物為丙烯和除了丙烯以外的具有2至8個碳原子的α-烯烴的共聚單體的共聚物,或其中丙烯含量為70至99重量%(即,共聚單體含量為0.01至30重量%)、更優選丙烯含量為90重量%以上的丙烯和α-烯烴的無規或嵌段共聚物。其中α-烯烴不同的無規共聚物或嵌段共聚物的混合物也是可用的。

作為與丙烯共聚的共聚單體,除了丙烯以外的各自具有2至8個碳原子的α-烯烴的單獨一種或兩種以上可以單獨或組合使用。

丙烯-α-烯烴共聚物具體地包括如丙烯-乙烯共聚物、丙烯-丁烯-1共聚物、丙烯-戊烯-1共聚物、丙烯-己烯-1共聚物或丙烯-辛烯-1共聚物等二元共聚物,如丙烯-乙烯-丁烯-1共聚物或丙烯-乙烯-己烯-1共聚物等三元共聚物。優選的是丙烯-乙烯無規共聚物、丙烯-乙烯-丁烯-1無規共聚物等。丙烯-α-烯烴共聚物中α-烯烴單體的含量通常為0.01至30重量%左右,優選為1至30重量%左右,更優選1至10重量%左右。

除了丙烯以外的具有2至8個碳原子的α-烯烴包括例如,乙烯、1-丁烯,2-甲基-1-丙烯、1-戊烯、2-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、1-己烯、2-乙基-1-丁烯、2,3-二甲基-1-丁烯、2-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、3,3-二甲基-1-丁烯、1-庚烯、甲基-1-己烯、二甲基-1-戊烯、乙基-1-戊烯、三甲基-1-丁烯、1-辛烯等。

從成形性的觀點,聚丙烯類樹脂(Y)的熔點優選為100至170℃,更優選160至165℃。聚丙烯類樹脂的熔點可以根據用作原料的丙烯和除了丙烯以外的α-烯烴的種類、共聚比率、MFR等適當地控制。在本說明書中,"熔點"是借由差示掃描量熱儀(DSC)測量的熔融峰溫度。

2)-2.特性(Y-ii):聚丙烯類樹脂(Y)的熔體流動速率

用于本發明的聚丙烯類樹脂(Y)的根據JIS K7210的熔體流動速率(下文中這可以表示為MFR)[測量溫度230℃,負荷2.16kg(21.18N)]優選為1.0至200g/10min,更優選5.0至150g/10min,甚至更優選10至100g/10min。在MFR落在該范圍內的情況下,本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體可以保持良好的成形性,可以表現高水平的耐滴落性并且可以實現高水平的阻燃性。具體地,當MFR小于1g/10min時,使本發明的聚丙烯類樹脂組合物成形時的負荷增加以致其成形性會惡化,并且成形體的外觀會惡化,例如,成形體會變色;但相反地,當大于200g/10min時,組合物不能展現適當的耐滴落性并且其阻燃性會惡化。

表示聚丙烯類樹脂(Y)的結晶度的全同立構五元組分分率(isotacticpentad fraction)(mmmm分率)優選為96%以上以用于本發明,更優選地,全同立構五元組分分率為97%以上。當全同立構五元組分分率為96%以上時,剛性和耐熱性可以增加,并且物性可以良好地更好。這推測是因為,在聚丙烯類樹脂(Y)中,分子取向結晶性可以增加,并且在本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體中,可以由此促進下述的纖維(B)的取向和均勻分散。聚丙烯類樹脂(Y)的結晶度可以通過借由原料的共聚比率和使用的催化劑的選擇控制其分子量分布來控制。

全同立構五元組分分率(mmmm)是13C-NMR(核磁共振)中測量的值,并且為使用利用同位素碳的核磁共振光譜(13C-NMR)確定的聚丙烯分子鏈中的五元組分單元的全同立構分率。即,全同立構五元組分分率為連續全同立構結合的5個丙烯單體單元的丙烯單元的分率。具體地,將全同立構五組分單元作為13C-NMR光譜的甲基碳區域中的全部吸收峰中的mmmm峰的強度分率來確定,并且例如,可以使用JEOL的FT-NMR 270MHz的裝置。

用于制備用于本發明的聚丙烯類樹脂(Y)的催化劑沒有特別限制,并且任意已知的催化劑是可用的。例如,可以使用鈦化合物和有機鋁化合物的組合的所謂的Ziegler-Natta催化劑(例如,記載于聚丙烯手冊(Polypropylene Handbook)(1998年5月15日,第1版,第1次印刷)等中)、或茂金屬催化劑(例如,記載于JP-A 5-295022中)。

用于制備用于本發明的聚丙烯類樹脂(Y)的聚合工藝沒有特別限制,并且可以使用任意已知的聚合工藝。例如,可以使用淤漿聚合法、本體聚合法、和氣相聚合法等。可以使用任意的分批聚合法或連續聚合法,并且按期望,可以使用兩階段、三階段以上的多階段連續聚合法。通過將兩種以上的丙烯聚合物機械地熔融混煉,可以生產樹脂。

作為可用作聚丙烯類樹脂(Y)的聚丙烯類樹脂,各種市售品由很多公司投入市場。例如,提及的是由Japan Polypropylene Corporation制造的Novatec系列產品。具有期望的性能的產品選自那些市售品并且可以在這里使用。

3).配方

條件(A-1)

聚丙烯類樹脂(A)必須包含具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)。使用具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)作為本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體中的一種必須組分實現了保持高的剛性和良好的成形性、保持適當的流動性,另外提供適當的熔融張力以給出良好的耐滴落性和高水平的阻燃性的效果。

條件(A-2)

聚丙烯類樹脂(A)的特征在于包含選自由具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)和聚丙烯類樹脂(Y)組成的組的至少一種聚丙烯類樹脂。特別地,在本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體中具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)具有的特性進一步提高的情況下或在任意其它特性賦予至樹脂組合物和其成形體的情況下,聚丙烯類樹脂(Y)的使用是有效的。

聚丙烯類樹脂(A)同時滿足條件(A-1)和(A-2),其中具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)是必須組分,但聚丙烯類樹脂(Y)的使用根據目的和其期望的性能不總是必要的。然而,無論其中是否存在聚丙烯類樹脂(Y),在解決問題的本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體中,聚丙烯類樹脂(A)必須滿足下述的條件(I)的組成范圍。

條件(A-3)

在聚丙烯類樹脂(Y)用于本發明的情況下,通常,相對于合計100重量%的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)和聚丙烯類樹脂(Y),具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)為10至100重量%并且聚丙烯類樹脂(Y)為0至90重量%,但優選地,具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)為10至99重量%并且聚丙烯類樹脂(Y)為1至90重量%。更優選地,具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)為15至90重量%,甚至更優選20至80重量%,又更優選25至75重量%,尤其是,進一步更優選30至70重量%。另一方面,聚丙烯類樹脂(Y)更優選10至85重量%,甚至更優選20至80重量%,又更優選25至75重量%,尤其是,進一步更優選30至70重量%。控制具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)和聚丙烯類樹脂(Y)的配混比落在該范圍內實現了高的剛性和耐沖擊性、良好的成形加工性和高水平的耐滴落性,由此表現高水平的阻燃性。因此,本發明使得可以以進一步較高的水平提供阻燃性材料。

2.纖維(B)

用于本發明的纖維(B)為選自由玻璃纖維和碳纖維組成的組的至少一種纖維(纖維狀填料)。纖維(B)不僅改善本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的如剛性和沖擊強度等物性,還有助于改善如耐熱性、尺寸穩定性(線膨脹系數等的降低)、低收縮性、耐擦傷性等其附加物性。

(1)種類、制造

纖維(B)為如上所述選自由玻璃纖維和碳纖維組成的組的至少一種纖維,并且優選地從本發明的有利效果以及本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的生產容易和經濟潛力的觀點,優選玻璃纖維。

為了進一步更改善本發明的有利效果,兩種以上的纖維(B)可以組合使用,并且可以以所謂的母料的形式使用,所述母料預先地通過將相對高濃度的纖維(B)引入聚丙烯類樹脂(A)中來制備。

不對應于纖維(B)的任意其它,例如,玻璃珠、玻璃球和云母,以及不對應于纖維(B)的各種無機或有機填料可以在不明顯減損本發明的有利效果的范圍內與纖維(B)一起使用。

(i)玻璃纖維

這里使用的玻璃纖維沒有特別限制,并且對于用于纖維的玻璃的種類,例如,提及的是E玻璃、C玻璃、A玻璃、S玻璃等。尤其是,優選E玻璃。

玻璃纖維的制造方法沒有特別限制,并且玻璃纖維可以根據各種已知的制造方法來制造。

玻璃纖維的纖維直徑優選為3μm至25μm,更優選6μm至20μm。長度優選為2mm至20mm。纖維直徑和長度可以從使用顯微鏡或卡尺測量的數據來獲得。

當纖維直徑小于3μm時,玻璃可以在本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的制造期間和使該組合物成形期間容易地破壞。另一方面,當大于25μm時,本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的剛性和沖擊強度的改善效果會由于纖維的長徑比的降低而惡化。

雖然依賴于使用的玻璃纖維,但如上所述,纖維長度為2mm至20mm。當小于2mm時,纖維會使本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的如剛性和沖擊強度等物性惡化,但另一方面,當大于20mm時,成形性(流動性)會惡化。在此情況下的纖維長度也可以表示為其在玻璃纖維原樣直接用作原料的情況下的長度。然而,這不會適用于其中借由下述熔融擠出生產的大量的連續玻璃纖維聚集并且一體化以得到含玻璃纖維的粒料的情況,通常,使用玻璃粗紗(glass roving)。兩種以上不同種類的玻璃纖維可以組合使用。

這里使用的玻璃纖維可以是表面處理的玻璃纖維或未處理的玻璃纖維。為了改善在聚丙烯類樹脂(A)中的分散性,玻璃纖維優選地使用有機硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、鋯酸酯偶聯劑、硅酮化合物、高級脂肪酸、脂肪酸金屬鹽、或脂肪酸酯等來表面處理。

用于表面處理的有機硅烷偶聯劑包括例如,乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。鈦酸酯偶聯劑包括例如,異丙基三異硬脂酰基鈦酸酯、異丙基三(二辛基焦磷酸酯)鈦酸酯、異丙基三(N-氨基乙基)鈦酸酯等。鋁酸酯偶聯劑包括例如、乙酰基烷氧基鋁二異丙酯等。鋯酸酯偶聯劑包括例如,四(2,2-二烯丙氧基甲基)丁基、二(十三烷基)亞磷酸酯鋯酸酯;新戊基(二烯丙基)氧基、三新癸酰基鋯酸酯。硅酮化合物包括硅油、硅酮樹脂等。

進一步,用于表面處理的高級脂肪酸包括例如,油酸、癸酸、月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸、褐煤酸、kareic酸、亞油酸(linolic acid)、松香酸、亞油酸(linoleic acid)、十一烷酸、十一碳烯酸等。高級脂肪酸金屬鹽包括如硬脂酸、褐煤酸等具有9個以上碳原子的脂肪酸的鈉鹽、鋰鹽、鈣鹽、鎂鹽、鋅鹽、或鋁鹽等。尤其是,優選硬脂酸鈣、硬脂酸鋁、褐煤酸鈣和褐煤酸鈉。脂肪酸酯的實例包括:如甘油脂肪酸酯等多醇硬脂酸酯;α-磺酸脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯、聚亞乙基脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯等。

表面處理劑的使用量沒有特別限制。優選地,該量相對于100重量份玻璃纖維為0.01重量份至5重量份,更優選0.1重量份至3重量份。

這里使用的玻璃纖維可以使用施膠劑(sizing agent)來表面處理以施膠。對于施膠劑的種類,提及的是環氧施膠劑、芳香族聚氨酯施膠劑、脂肪族聚氨酯施膠劑、丙烯酸系施膠劑、馬來酸酐改性聚烯烴施膠劑等。

施膠劑必須在與聚丙烯類樹脂(A)的熔融混煉中熔融,優選地,該試劑在200℃以下熔融。

玻璃纖維可以作為所謂的短切原絲玻璃纖維(chopped strand glass fiber)來使用,所述短切原絲玻璃纖維通過將原本的纖維切割為具有期望長度的纖維片來制備。為了更加提高本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的剛性和沖擊強度的改善效果,優選使用短切原絲玻璃纖維。

作為玻璃纖維的具體實例,提及的是由JEOL(T480H)制造的那些等。

玻璃纖維還可以作為"含玻璃纖維的粒料"來使用,所述"含玻璃纖維的粒料"通過將任意量的例如聚丙烯類樹脂(A)和借由熔融擠出制備的大量的連續玻璃纖維預先聚集并且一體化以得到粒料來生產,其中粒料中的玻璃纖維的長度與粒料一邊(擠出方向)的長度實質上相同,并且從更加提高本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的如剛性和沖擊強度等物性的觀點,更優選使用該粒料。在此情況下,"實質上"具體地意味著,相對于含玻璃纖維的粒料中全部玻璃纖維的數目以50%以上、優選90%以上的比率,玻璃纖維的長度與含玻璃纖維的粒料的長度(擠出方向)相同,并且在制備粒料期間,纖維幾乎不破壞。

含玻璃纖維的粒料的制造方法沒有特別限制。例如,優選以下方法(拉擠成形法):大量的連續玻璃纖維在從纖維架借由十字頭模具保持拉深的同時使用樹脂擠出機與以熔融擠出(浸漬)模式熔融狀態的任意量的組分(A)來聚集和一體化,因為該纖維在該方法期間幾乎不破壞。

含玻璃纖維的粒料的長度(擠出方向)尤其優選為2mm至20mm左右,盡管依賴于使用的玻璃纖維。當長度小于2mm時,該纖維會使本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的如剛性和沖擊強度等物性惡化,而另一方面,當大于20mm時,該纖維會使其成形性(流動性)降低。

在含玻璃纖維的粒料中,玻璃纖維的含量相對于100重量%整個粒料優選為20重量%至70重量%。

在其中玻璃纖維的含量小于20重量%的含玻璃纖維的粒料用于本發明的情況下,它們會使本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的如剛性和沖擊強度等物性惡化,而另一方面,在使用其中該含量大于70重量%的那些的情況下,它們會使其成形性(流動性)降低。

(ii)碳纖維

碳纖維的尺寸和種類沒有特別限制,并且還可以使用纖維直徑為500nm以下且稱為超細碳纖維的超細的那些。優選地,纖維直徑為2μm至20μm,更優選3μm至15μm。當纖維直徑小于2μm時,碳纖維在本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的制造和成形期間容易破壞,并且如此的話,本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的如剛性和沖擊強度等物性的提高效果會惡化。

當纖維直徑大于20μm時,本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的剛性和沖擊強度的提高效果會由于纖維的長徑比的降低而惡化。

這里,纖維直徑的測量方法是已知方法,例如,提及JIS R7607(2000)(從前的JIS R7601)和顯微鏡觀察法。

碳纖維的纖維長度優選為1mm至20mm,更優選3mm至10mm。

在此情況下,纖維長度是原樣直接用作原料的碳纖維的長度。然而,這不適用于"含碳纖維的粒料"通過將借由如下所述的熔融擠出制備的大量的連續碳纖維聚集并且一體化來生產的情況。通常,使用粗紗纖維。

當纖維長度小于1mm時,本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的制造和成形之后的最終纖維長度會較短,以致本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的如剛性和沖擊強度等物性會由此惡化,但另一方面,當大于20mm時,纖維會使樹脂組合物的成形性(流動性)惡化。兩種以上的碳纖維可以組合使用。

如上所述,碳纖維的種類沒有特別限制。例如,提及的是從作為主要材料的丙烯腈生產的PAN(聚丙烯腈)碳纖維、從作為主要材料的焦油瀝青生產的瀝青碳纖維、和人造絲碳纖維等。良好地使用任意這些。本發明的這些纖維的適用性高,但從組合物純度和均勻性的觀點,優選PAN碳纖維。這些的單獨一種或兩種以上可以單獨或組合使用。碳纖維的制造方法沒有特別限制。

對于碳纖維的具體實例,關于PAN碳纖維,提及Mitsubishi Rayon的商品名"Pyrofil"、Toray的商品名"Torayca"、和Toho Tenax的商品名"Besfight"等,并且關于瀝青碳纖維,提及Mitsubishi Plastics的商品名"Dialead"、Osaka GasChemical的商品名"Donacarbo"、Kureha Chemical的"Kreca"等。

碳纖維的拉伸彈性模量通常為200GPa至1000GPa左右,但從本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的強度和經濟潛力的觀點,本發明中,優選具有200GPa至900GPa的那些,并且更優選具有200GPa至300GPa的那些。

碳纖維的密度通常為1.7g/cm3至5g/cm3左右,但從輕量性和經濟潛力的觀點,這里優選使用密度為1.7g/cm3至2.5g/cm3左右的那些。

這里,拉伸彈性模量和密度的測量方法是已知方法。例如,關于拉伸彈性模量,提及JIS R7606(2000)(從前的JIS R7601),相似地,關于密度,例如,提及JIS R7603(1999)(從前的JIS R7601)。

碳纖維可以作為所謂的短切(線狀)碳纖維(下文中這可以簡稱為CCF)來使用,所述短切(線狀)碳纖維通過將原本纖維切割為具有期望長度的纖維片來制備。按期望,纖維可以是使用施膠劑進行施膠處理的纖維。在本發明中,為了更加提高本發明的纖維增強的組合物和其成形體的如低收縮性、耐擦傷性、剛性和沖擊強度等各種物性的改善效果,優選使用CCF。

CCF的具體實例包括關于PAN碳纖維的Mitsubishi Rayon的商品名"Pyrofil Chop"、Toray的商品名"Torayca Chop"、Toho Tenax的商品名"Besfight Chop",以及關于瀝青碳纖維的Mitsubishi Plastics的商品名"Dialead Chopped Fiber"、Osaka Gas Chemical的商品名"Donacarbo Chop"、和Kureha Chemical 的"Kreca Chop"等。

碳纖維還可以作為"含碳纖維的粒料"來使用,所述"含碳纖維的粒料"通過將任意量的例如聚丙烯類樹脂(A)和借由熔融擠出制備的大量的連續碳纖維預先聚集并且一體化以得到粒料來生產,其中粒料中的碳纖維的長度與粒料一邊(擠出方向)的長度實質上相同,并且從更加提高本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的如剛性和沖擊強度等物性的觀點,更優選使用該粒料。在此情況下,"實質上"具體地意味著,相對于含碳纖維的粒料中全部碳纖維的數目以50%以上、優選90%以上的比率,碳纖維的長度與含碳纖維的粒料的長度(擠出方向)相同,并且在制備粒料期間,纖維幾乎不破壞。

含碳纖維的粒料的制造方法沒有特別限制。例如,優選以下方法(拉擠成形法):大量的連續碳纖維在從纖維架借由十字頭模具保持拉深的同時使用樹脂擠出機與以熔融擠出(浸漬)模式熔融狀態的任意量的組分(A)來聚集和一體化,因為該纖維在該方法期間幾乎不破壞。

含碳纖維的粒料的長度(擠出方向)優選為2mm至20mm,盡管依賴于使用的碳纖維。當長度小于2mm時,該纖維會使本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的如剛性和沖擊強度等物性惡化,而另一方面,當大于20mm時,該纖維會使其成形性(流動性)惡化。

在含碳纖維的粒料中,碳纖維的含量相對于100重量%整個粒料優選為20重量%至70重量%。

在其中碳纖維的含量小于20重量%的含碳纖維的粒料用于本發明的情況下,它們會使本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的如剛性和沖擊強度等物性惡化,而另一方面,在使用其中該含量大于70重量%的那些的情況下,它們會使其成形性(流動性)惡化。

3.有機系阻燃劑(C)

用于本發明的有機系阻燃劑(C)可以是通常用作聚烯烴用阻燃劑的任意有機系阻燃劑,并且如含鹵素、含磷或含胍的阻燃劑,或三聚氰胺-氰尿酸衍生物等任意的各種有機系阻燃劑是可用的。

含鹵素阻燃劑包括例如,有機鹵代芳香族化合物,例如鹵代二苯基化合物、鹵代雙酚系化合物、鹵代雙酚雙(烷基醚)系化合物、鹵代鄰苯二甲酰亞胺系化合物等。在很多情況下使用鹵代雙酚雙(烷基醚)系化合物。

鹵代二苯基化合物包括例如,鹵代二苯基醚系化合物、鹵代二苯基酮系化合物、鹵代二苯基烷烴系化合物等。尤其是,在很多情況下使用如十溴二苯基乙烷等鹵代二苯基烷烴系化合物。

鹵代雙酚系化合物包括例如,鹵代二苯基烷烴類、鹵代二苯基醚類、鹵代二苯基硫醚類、鹵代二苯基砜類等。尤其是,在很多情況下使用如雙(3,5-二溴-4-羥基苯基)砜等鹵代二苯基硫醚類。

鹵代雙酚雙(烷基醚)系化合物包括例如,(3,5-二溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)-(3-溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)甲烷、1-(3,5-二溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)-2-(3-溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)乙烷、1-(3,5-二溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)-3-(3-溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)丙烷、2,2-雙(3,5-二溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)丙烷、(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)-(3-氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)甲烷、1-(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)-2-(3-氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)乙烷、1-(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)-3-(3-氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)丙烷、雙(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)甲烷、1,2-雙(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)乙烷、1,3-雙(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)丙烷、雙(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)甲烷、1,2-雙(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)乙烷、1,3-雙(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)丙烷、2-雙(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)丙烷、(3,5-二溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)-(3-溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)酮、(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)-(3-氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)酮、雙(3,5-二溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)酮、雙(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)酮、(3,5-二溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)-(3-溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)醚、(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)-(3-氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)醚、雙(3,5-二溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)醚、雙(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)醚、(3,5-二溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)-(3-溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)硫醚、(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)-(3-氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)硫醚、雙(3,5-二溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)硫醚、雙(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)硫醚、(3,5-二溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)-(3-溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)砜,(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)-(3-氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)砜,雙(3,5-二溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)砜,雙(3,5-二氯-4-2,3-二溴丙氧基苯基)砜等。尤其是,在很多情況下使用溴代雙酚A(溴代脂肪族醚)、溴代雙酚S(溴代脂肪族醚)、氯代雙酚A(氯代脂肪族醚)和氯代雙酚S(氯代脂肪族醚),特別是醚化四溴雙酚A和醚化四溴雙酚S。

醚化四溴雙酚A的實例包括四溴雙酚A-雙(2,3-二溴丙基醚)和2,2-雙(3,5-二溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)丙烷。醚化四溴雙酚S的實例包括雙(3,5-二溴-4-2,3-二溴丙氧基苯基)砜。

這些含鹵素阻燃劑的單獨一種或兩種以上可以單獨或組合使用。例如,鹵代二苯基化合物和鹵代雙酚系化合物可以組合使用。

另外,如含磷阻燃劑等不對應于含鹵素阻燃劑的任意其它有機系阻燃劑可以與含鹵素阻燃劑一起使用。

這些含鹵素阻燃劑中,因為其阻燃效果高,在很多情況下使用含溴阻燃劑。

另一方面,近年來,從含鹵素阻燃劑涉及環境負荷問題而這樣的含磷阻燃劑良好地分散在本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體中并且可以表現高的阻燃效果的觀點,優選包括有機磷酸酯化合物、磷酸鹽化合物和其混合物的含磷阻燃劑。特別地,優選磷酸鹽化合物。

具體地,提及的是,如磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、雙酚A雙二苯基磷酸酯、間苯二酚雙二苯基磷酸酯等有機磷酸酯化合物;如聚磷酸銨、聚磷酸三聚氰胺鹽、聚磷酸哌嗪鹽、正磷酸哌嗪鹽、焦磷酸三聚氰胺鹽、焦磷酸哌嗪鹽、聚磷酸三聚氰胺鹽、正磷酸三聚氰胺鹽、磷酸鈣、磷酸鎂等磷酸鹽化合物;和它們的混合物等。

還可以以與這里相同的方式使用對應于以上列舉的磷酸鹽化合物的化合物,其中三聚氰胺或哌嗪代替為N,N,N',N'-四甲基二氨基甲烷、乙二二胺(ethylenedidiamine)、N,N'-二甲基乙二胺、N,N'-二乙基乙二胺、N,N-二甲基乙二胺、N,N-二乙基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-二乙基乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、四亞甲基二胺、戊二胺、六亞甲基二胺、1,7-二氨基庚烷、1,8-二氨基辛烷、1,9-二氨基壬烷、1,10-二氨基癸烷、反式-2,5-二甲基哌嗪、1,4-雙(2-氨基乙基)哌嗪、1,4-雙(3-氨基丙基)哌嗪、乙酰胍胺、苯并胍胺、丙烯酰基胍胺、2,4-二氨基-6-壬基-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-羥基-1,3,5-三嗪、2-氨基-4,6-二羥基-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-甲氧基-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-乙氧基-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-丙氧基-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-異丙氧基-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-巰基-1,3,5-三嗪、2-氨基-4,6-二巰基-1,3,5-三嗪、三聚氰酸二酰胺(ammeline)、苯并胍胺、乙酰胍胺、鄰苯二甲酰二胍胺、三聚氰胺氰脲酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、亞丁基二胍胺、降冰片烯二胍胺、亞甲基二胍胺、亞乙基二胍胺、三亞甲基二三聚氰胺、四亞甲基二三聚氰胺、六亞甲基二三聚氰胺、1,3-亞己基二三聚氰胺等。作為市售品,提及的是Asahi Denka的Adekastab FP2000、FP2100、FP2200、聚磷酸銨等。

4.各組分的配混量

在本發明中,必須地,各組分的含量落在以下范圍內:聚丙烯類樹脂(A)為20至77重量份,纖維(B)為5至40重量份,并且有機系阻燃劑(C)為18至40重量份,并且聚丙烯類樹脂(A)、纖維(B)和有機系阻燃劑(C)的總量為100重量份(條件(I))。通過規定各組分的配混量落在該范圍內,本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體可以同時滿足自熄性和耐滴落性并且可以表現非常高水平的阻燃性,然而,這迄今在傳統技術中是困難的;并且可以實現UL94-5V中的5VA同時賦予機械物性(剛性、沖擊)、耐候性和成形性。

聚丙烯類樹脂(A)優選為35至70重量份,更優選38至65重量份,甚至更優選40至60重量份,特別優選45至50重量份。

纖維(B)優選為7至38重量份,更優選8至35重量份,甚至更優選10至30重量份。當纖維(B)的配混量小于本發明中規定的范圍時,本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的機械物性(剛性、沖擊)會惡化。另一方面,當大于本發明中規定的范圍時,成形性(流動性)會劣化。

這里,纖維(B)的配混量是其凈重,并且例如,在使用上述含玻璃纖維的粒料的情況下,以包含于粒料中的纖維(B)的實際含量為基準來計算該量。

有機系阻燃劑(C)優選為19至38重量份,更優選20至35重量份,甚至更優選23至32重量份,特別優選25至30重量份。當有機系阻燃劑(C)的配混量低于本發明中規定的范圍時,不能實現充分的阻燃性,但另一方面,當高于本發明中規定的范圍時,會使成形性惡化并且會導致經濟不利。

聚丙烯類樹脂(A)、纖維(B)和有機系阻燃劑(C)的各組分的配混量可以選自本發明中規定的各組分的范圍,以致聚丙烯類樹脂(A)、纖維(B)和有機系阻燃劑(C)的總量可以為100重量份。

5.任意添加組分(D)

在本發明中,按需要,除了聚丙烯類樹脂(A)、纖維(B)和有機系阻燃劑(C)以外,例如,為了進一步提高本發明的有利效果和為了賦予任意其它效果,在不明顯減損本發明的有利效果的范圍內,可以引入任意通常的任意添加組分(D)。

具體地,任意組分包括:如過氧化物等分子量降低劑;如顏料等著色劑;如改性聚烯烴,苯酚系、含磷、含硫的抗氧化劑等抗氧化劑;如受阻胺等光穩定劑;如苯并三唑類等紫外線吸收劑;如山梨糖醇類等成核劑;如非離子系抗靜電劑等抗靜電劑;如有機金屬鹽類等分散劑;如氮化合物等金屬鈍化劑;如噻唑類等抗菌/防霉劑;增塑劑、中和劑、潤滑劑、彈性體(橡膠組分)、如金屬氧化物等阻燃助劑;除了聚丙烯類樹脂(A)以外的任意其它聚烯烴樹脂;如聚酰胺樹脂、聚酯樹脂等熱塑性樹脂;如滑石等除了纖維(B)以外的填料;如水合金屬化合物等除了有機系阻燃劑(C)以外的阻燃劑。

這些任意添加組分的兩種以上可以組合使用,或可以添加至本發明的聚丙烯類樹脂組合物,或可以添加至聚丙烯類樹脂(A)、纖維(B)和有機系阻燃劑(C)的各組分并且與其混合,并且在各組分中,任意組分的兩種以上可以組合使用。在本發明中,任意添加組分(D)的配混量沒有特別限制,但相對于100重量份總量的聚丙烯類樹脂(A)、纖維(B)和有機系阻燃劑(C)通常為0至4.0重量份左右。

(1)種類

作為分子量降低劑,例如,各種類型的有機過氧化物、稱為分解(氧化)促進劑等的那些是可用的,并且優選有機過氧化物。

作為有機過氧化物的具體實例,提及的是選自以下組的一種以上:過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化乙酸叔丁酯、過氧化異丙基碳酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰過氧化)己烷,2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰過氧化)己炔-3、二過氧化己二酸叔丁酯、叔丁基過氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、過氧化甲基乙基酮、過氧化環己酮、過氧化二叔丁基、過氧化二枯基、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧化)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧化)己炔-3、1,3-雙(叔丁基過氧化異丙基)苯、過氧化叔丁基枯基、1,1-雙(叔丁基過氧化)-3,3,5-三甲基環己烷、1,1-雙(叔丁基過氧化)環己烷、2,2-雙叔丁基過氧化丁烷、對薄荷烷過氧化氫、二異丙基苯過氧化氫、枯烯過氧化氫、叔丁基過氧化氫、對傘花烴過氧化氫、1,1,3,3-四甲基丁基過氧化氫和2,5-二甲基-2,5-二(過氧化氫)己烷。然而,這些不是限制性的。

對于賦予和改善本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的著色外觀、耐刮傷性(flaw resistance)、視覺外觀(visual appearance)、紋理、產品價值、耐候性和耐久性,如無機或有機顏料等著色劑是有效的。

無機顏料的具體實例包括:如爐炭和科琴炭等炭黑;氧化鈦;氧化鐵(如鐵丹);鉻酸(如鉻黃);鉬酸;硫化硒;氰亞鐵酸鹽等;并且有機顏料包括:如難溶性偶氮色淀、可溶性偶氮色淀、不溶性偶氮螯合物、縮合偶氮螯合物和其它偶氮螯合物等偶氮類顏料;如酞菁藍和酞菁綠等酞菁顏料;如蒽醌、芘酮(perynone)、苝和硫靛等還原顏料(threne pigment);色淀染料;喹吖啶酮染料;二噁嗪(dioxazine)染料;和異吲哚啉酮染料等。可以添加鋁片或珠光顏料以賦予金屬質或珠光外觀。還可以添加染料。

對于賦予和改善本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的耐候性和耐久性,如受阻胺化合物、苯并三唑系化合物、二苯甲酮系化合物和水楊酸系化合物等光穩定劑和紫外線吸收劑是有效的。

受阻胺化合物的具體實例可以包括琥珀酸二甲酯和1-(2-羥基乙基)-4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶的縮合產物;聚[[6-(1,1,3,3-四甲基丁基)亞胺基-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基]六亞甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基]];四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)1,2,3,4-丁烷四羧酸酯;四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)1,2,3,4-丁烷四羧酸酯;雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯;和雙-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基癸二酸酯等;苯并三唑系化合物可以包括2-(2'-羥基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑;和2-(2'-羥基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑等;二苯甲酮系化合物可以包括2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮;2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮等;并且水楊酸系化合物可以包括4-叔丁基苯基水楊酸酯;2,4-二叔丁基苯基3',5'-二叔丁基-4'-羥基苯甲酸酯等。

優選組合使用光穩定劑和紫外線吸收劑,因為提高了耐候性和耐久性的改善效果。

對于賦予和改善本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的熱穩定性、加工穩定性和耐熱老化性,如苯酚系、磷系和硫系抗氧化劑等抗氧化劑是有效的。

對于賦予和改善本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體的抗靜電性,如非離子系和陽離子系抗靜電劑等抗靜電劑是有效的。

金屬氧化物(阻燃助劑)包括氧化鋅、氧化鐵、氧化鋁、氧化鉬等。更優選的金屬氧化物是氧化鋅和氧化鐵,并且優選平均粒徑為30μm以下,更優選10μm以下,甚至更優選1μm以下的那些。平均粒徑大于30μm的金屬氧化物在聚烯烴樹脂(A)中分散性不良,由此不能實現高水平的阻燃性。如果使用,則金屬氧化物的量相對于100重量份的聚丙烯類樹脂(A)、纖維(B)和有機系阻燃劑(C)優選為0.05至5重量份,更優選0.1至3重量份。當該量小于0.05重量份時,不能實現借由充分添加的協同的阻燃效果,但另一方面,大于5重量份的配混量是不經濟且不利的。

改性聚烯烴為酸改性聚烯烴和/或羥基改性聚烯烴,并且特征在于在本發明中,其有效地賦予如機械物性(特別是剛性、沖擊強度)等功能。

酸改性聚烯烴沒有特別限制并且可以是任意傳統已知的酸改性聚烯烴。

酸改性聚烯烴是通過將如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-α-烯烴-非共軛二烯化合物共聚物(EPDM等)、和乙烯-芳香族單乙烯基化合物-共軛二烯化合物共聚橡膠等聚烯烴使用如馬來酸或馬來酸酐等不飽和羧酸接枝共聚以有效改性而獲得的酸改性聚烯烴。接枝共聚可以通過例如,聚烯烴在適當的溶劑中與不飽和羧酸在如過氧化苯甲酰等自由基產生劑的存在下的反應來進行。如不飽和羧酸和其衍生物等組分也可以通過使用聚烯烴用單體的無規或嵌段共聚物而引入聚合物鏈中。

用于改性的不飽和羧酸可以包括例如,具有聚合性雙鍵且包含羧基和任選的包括羥基和氨基的官能團的化合物,例如,馬來酸、富馬酸、衣康酸、丙烯酸和甲基丙烯酸。

不飽和羧酸的衍生物可以包括酸酐、酯、酰胺、酰亞胺和金屬鹽,其可以具體地包括馬來酸酐、衣康酸酐、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、馬來酸單乙酯、馬來酸二乙酯、富馬酸單甲酯、富馬酸二甲酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、馬來酸單酰胺、馬來酸二酰胺、富馬酸單酰胺、馬來酰亞胺、N-丁基馬來酰亞胺、和甲基丙烯酸鈉等。優選馬來酸酐。

接枝反應可以例如通過以相對于100重量份聚烯烴為約0.001至10重量份的量使用以下有機過氧化物并且在約80至300℃的溫度下以熔融狀態或溶液狀態來進行:例如,包括過氧化二叔丁基、過氧化叔丁基枯基、過氧化二枯基、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧化)己烷、和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧化)己炔-3等的過氧化二烷基類;包括過氧化乙酸叔丁酯、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化異丙基碳酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰過氧化)己烷、和2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰過氧化)己炔-3等的過氧化酯類;包括過氧化苯甲酰等的過氧化二酰基類;如二異丙基苯過氧化氫、2,5-二甲基-2,5-二(過氧化氫)己烷等的過氧化氫類。

酸改性聚烯烴的酸改性度(也可以稱為接枝百分比)沒有特別限制,并且按馬來酸酐換算優選為0.05至10重量%并且更優選0.07至5重量%。

優選的酸改性聚烯烴可以包括馬來酸酐改性聚丙烯。

羥基改性聚烯烴是含有羥基的改性聚烯烴。改性聚烯烴可以在任意位置,例如在主鏈的末端或在側鏈中包含羥基。

包括于羥基改性聚烯烴中的烯烴樹脂可以列舉為例如,如乙烯、丙烯、丁烯、4-甲基戊烯-1、己烯、辛烯、壬烯、癸烯和十二烯等α-烯烴的均聚物或共聚物以及α-烯烴和共聚性單體的共聚物。

優選的羥基改性聚烯烴可以列舉為,羥基改性聚乙烯(如低、中或高密度聚乙烯,線性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、乙烯-(甲基)丙烯酸系酯共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)、羥基改性聚丙烯(如包括全同立構聚丙烯的聚丙烯均聚物、丙烯和α-烯烴(例如,乙烯、丁烯和己烯)的無規共聚物、丙烯-α-烯烴嵌段共聚物)、和羥基改性聚(4-甲基戊烯-1)等。用于引入反應性基團的單體可以列舉為例如,具有羥基的單體(例如,烯丙基醇、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、和(甲基)丙烯酸2-羥丙酯等)。

使用含有羥基的單體的改性度相對于烯烴樹脂為0.1至20重量%并且優選為0.5至10重量%。羥基改性聚烯烴的平均分子量沒有特別限制。當其具有低的分子量時,羥基改性聚烯烴可以通過將共軛二烯單體使用如陰離子聚合等已知方法聚合,將產物水解并且將獲得的聚合物氫化來獲得。

這些改性聚烯烴的兩種以上可以組合使用。

(2)配混比

改性聚烯烴的量相對于100重量份總量的聚丙烯類樹脂(A)、纖維(B)和有機系阻燃劑(C)為0至10重量份,優選0.01至7重量份,更優選0.5至5重量份,又更優選1至3重量份。當改性聚烯烴的量大于10重量份時,沖擊強度和經濟性會降低。

II.聚丙烯類樹脂組合物的制造方法、成形體的制造方法和用途

1.聚丙烯類樹脂組合物的制造方法

本發明的聚丙烯類樹脂組合物可以通過以下來生產:將聚丙烯類樹脂(A)、纖維(B)和有機系阻燃劑(C)、按需要的任意添加組分(D)以上述比例根據已知方法來配混,并且進行其中將這些組分熔融混煉的混煉步驟。

混合通常使用如滾筒(tumbler)、V混煉機和帶式混合機等混合機來進行。熔融混煉通常使用如單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、班伯里混合機、輥混合機、布拉本德塑性計、混煉機和攪拌造粒機等混煉設備來進行,以致進行(半)熔融混煉和造粒。當進行(半)熔融混煉和造粒時,以上組分可以同時混煉,或者各組分分開混煉以改善性能。即,例如,聚丙烯類樹脂(A)和有機系阻燃劑(C)的一部分或全部和纖維(B)一部分可以在將剩余組分混煉和造粒之前混煉。

本發明的聚丙烯類樹脂組合物優選地通過以在其中進行熔融混煉的混煉步驟之后獲得的樹脂組合物粒料或成形體中纖維(B)的平均長度為0.3mm以上,優選0.4mm以上且2.5mm以下的方式組合方法來生產。

在本說明書中,在樹脂組合物粒料中或在成形體中纖維(B)的平均長度意指通過將使用數字顯微鏡測量的值平均獲得的值。當纖維(B)為玻璃纖維時,具體測量通過以下來進行:燃燒本發明的樹脂組合物粒料或成形體,將玻璃纖維的灰燼與含有表面活性劑的水混合,將混合水液在薄玻璃板上滴下并且鋪展,使用數字顯微鏡(Type VHX-900,來自Keyence Corporation)測量玻璃纖維長度,并且計算平均值。

優選制造方法可以包括例如,在使用雙螺桿擠出機的熔融混煉期間,將聚丙烯類樹脂(A)和有機系阻燃劑(C)在根據側供給法(side feed method)供給纖維(B)之前充分熔融混煉,并且在使對纖維的破壞和損害最小化的同時分散施膠的纖維(sized fiber)。

其它優選制造方法可以包括所謂的攪拌造粒法,其中例如,將聚丙烯類樹脂(A)、纖維(B)和有機系阻燃劑(C)在亨舍爾混合機中以高速度攪拌以獲得半熔融狀態同時混煉混合物中的纖維(B),因為該方法能夠在使對纖維的破壞和損害最小化的同時容易地分散纖維。

其它優選制造方法可以包括以下方法:將除了纖維(B)以外的聚丙烯類樹脂(A)和有機系阻燃劑(C)在擠出機中熔融混煉以獲得粒料,該粒料然后與如含玻璃纖維的粒料或含碳纖維的粒料等上述所謂的"含纖維(B)的粒料"混合以生產纖維增強組合物,因為與上述相同的原因。

如上所述,本發明的聚丙烯類樹脂組合物的優選制造方法可以包括其中在混煉步驟中,將除了纖維(B)以外的組分在添加纖維(B)之前混煉的方法。因此,本發明的聚丙烯類樹脂組合物可以通過簡單的制造方法來制造。

2.成形體的制造方法和用途

本發明的成形體可以通過根據如注射成形(包括氣體注射成形、雙色注射成形、型芯回退(core-back)注射成形和夾層(sandwich)注射成形)、注射壓縮成形(加壓注射)、擠出成形、板材成形和中空成形等已知成形方法來使通過上述方法獲得的聚丙烯類樹脂組合物成形而獲得。其中,優選注射成形或注射壓縮成形。

本發明的聚丙烯類樹脂組合物展現與傳統已知的阻燃性聚烯烴樹脂相比更優異的阻燃性和耐滴落性,并且不僅滿足UL94-5V標準,還展現優異的機械物性、耐候性和成形性。

雖然不清楚,但本發明人認為表現機理應該如下。

具體地,在本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體中,丙烯系聚合物(X)具有長鏈支化結構,由此明顯改善組合物的熔融張力并且展現耐滴落性的效果。

另外,作為阻燃劑,使用有機系阻燃劑,因此,特別地,含磷阻燃劑、特別是磷酸酯系阻燃劑熱分解以得到聚偏磷酸,所得磷酸層形成保護層,另外,由于聚偏磷酸的脫水效果,形成的所得碳覆膜可以阻隔氧以展現阻燃效果。

本發明的整個聚丙烯類樹脂組合物的熔體流動速率(MFR)通常在0.05至100g/10min,優選0.1至50g/10min,更優選0.3至30g/10min,甚至更優選0.5至20g/10min,特別優選1至10g/10min的范圍內。當使本發明的整個聚丙烯類樹脂組合物的熔體流動速率(MFR)落在該范圍內時,本發明的聚丙烯類樹脂組合物可以保持良好的成形性,并且特別在注射成形時,可以優選地展現特性。MFR是根據JIS K6921-2(2005)中"塑料-聚丙烯(PP)的成形和擠出用材料-第2部分:如何制備試驗片并且測定其性質"在230℃和負荷2.16kg的試驗條件下測量的值。

本發明的聚丙烯類樹脂組合物具有良好的彎曲模量和彎曲強度并且具有高的沖擊強度,并且這意味著其成形體具有良好的機械強度。本發明的聚丙烯類樹脂組合物包含具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)作為必須組分,由此可以認為具有良好且良好平衡的機械物性。在本說明書中,彎曲模量和彎曲強度基于根據JIS K7203(1995)在23℃下測量的值來評價,并且夏比沖擊強度(缺口)基于根據JIS K7111(2006)在23℃下測量的值來測量。

本發明的聚丙烯類樹脂組合物難以變色,并且這意味著其成形體在成形期間實現良好的耐變黃性。本發明的聚丙烯類樹脂組合物包含具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)和有機系阻燃劑(C)作為必須組分,并且特征在于其耐變黃性不降低,即,特別在含磷阻燃劑用作有機系阻燃劑(C)的情況下,其難以變色(其耐變黃性不惡化)。本說明書中變色(耐變黃性)的評價方法如在下文中給出的實施例的項目中示出。

本發明的聚丙烯類樹脂組合物和其成形體包含纖維(B),由此除了其優異的機械物性、耐候性和成形性以外具有非常高的阻燃性,并且可以良好地用于汽車部件、電氣部件、容器包裝部件、建筑構件、大型構件等。

實施例

下一步,本發明參考實施例具體地描述,但本發明不受這些實施例限制。在實施例和比較例中,聚丙烯類樹脂組合物或其構成組分的物性根據以下評價方法來測量和評價。

1.評價方法

1)阻燃性

1)-1UL94-5V

使用注射成形機[Toshiba Machine的IS100]在200至230℃的圓筒溫度和40℃的模具溫度下,將阻燃性評價用試驗片根據UL標準94-5V(厚度2.0mmt)來成形和評價。當確定不能滿足UL94-5V中的5VA的標準時,給出"NG"。

1)-2UL94-V

使用注射成形機[Toshiba Machine的IS100],將阻燃性評價用試驗片根據UL標準94-V(厚度1.5mmt或3.0mmt)來成形和評價。當確定不能滿足UL標準94-V時,給出"NG"。

2)熔體流動速率(MFR):

熔體流動速率根據JIS K6921-2中的"塑料-聚丙烯(PP)的成形和擠出用材料-第2部分:如何制備試驗片并且測定其性質"(試驗條件:230℃,負荷2.16kg)來測量。單位為g/10min。

3)借由GPC的分子量分布(Mw/Mn和Mz/Mw)的測量

用于本發明的GPC的具體測量方法如下所述。

裝置:Waters的GPC(ALC/GPC 150C)

檢測器:FOXBORO的MIRAN 1A IR檢測器(測量波長:3.42μm)

色譜柱:Showa Denko的AD806M/S(×3)

流動相溶劑:鄰二氯苯(ODCB)

測量溫度:140℃

流速:1.0mL/min

注入量:0.2mL

樣品的制備:使用ODCB(含有0.5mg/ml的BHT),制備1mg/ml的樣品溶液,并且在140℃下溶解,花費約1小時。

為了從GPC中獲得的保留體積換算為分子量,使用預先制備的標準聚苯乙烯(PS)校正曲線。要使用的標準聚苯乙烯的化合物全部是下述Tosoh的牌號。

F380、F288、F128、F80、F40、F20、F10、F4、F1、A5000、A2500、A1000

注入0.2mL通過將各化合物溶解在ODCB(含有0.5mg/mL的BHT)中以致為0.5mg/mL制備的溶液以制備校正曲線。校正曲線使用借由根據最小二乘法的近似化獲得的三次式方法。

用于換算為分子量的粘度等式[η]=K×Mα使用以下數值。

PS:K=1.38×10-4,α=0.7

PP:K=1.03×10-4,α=0.78

4)熔融張力(MT)

使用Toyo Seiki Seisakusho的毛細管流變儀(Capillograph),將樣品在以下條件下分析。

毛細管:直徑2.0mm,長度40mm

圓筒直徑:9.55mm

圓筒擠出速度:20mm/min

牽引速度:4.0m/min

溫度:230℃

當MT非常高時,樹脂會在4.0m/min的牽引速度下破斷。在此情況下,因此,降低牽引速度,并且可以牽引樹脂的最高速度下的張力稱為MT。單位為克。

5)對二甲苯可溶成分量(CXS)

2g樣品在130℃下溶解在300ml對二甲苯(含有0.5mg/ml的BHT)中以制備溶液,然后在25℃下靜置12小時。接著,借由過濾取出沉淀的聚合物,并且將對二甲苯從濾液中蒸發出,進一步將殘留物在減壓和100℃下干燥12小時以回收室溫的二甲苯可溶成分。回收成分的重量與試驗樣品的重量的比例[重量%]定義為CXS。

6)mm分率

借由13C-NMR的3丙烯單元鏈的mm分率的測量方法的細節如下。

375mg樣品在NMR樣品管(10φ)中完全溶解在2.5ml氘代1,1,2,2-四氯乙烷中,然后在125℃下根據質子完全去耦法來分析。對于化學位移,氘代1,1,2,2-四氯乙烷的三個峰的中央峰設定在74.2ppm。其它碳峰的化學位移以其為基準。

反轉角:90度

脈沖間隔:10秒

共振頻率:100MHz以上

累積次數:10,000次以上

觀察范圍:-20ppm至179ppm

數據點數:32768

mm分率的分析基于在上述條件下測量的13C-NMR光譜。

對于光譜的歸屬,參考Macromolecules,第8卷,第687頁(1975)和Polymer,第30卷,第1350頁(1989)。mm分率根據記載于JP-A 2009-275207的第[0053]至[0065]段中的方法來測定。

7)支化指數g'

將支化指數(g')根據上述方法計算為使用下述粘度計測量的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)的樣品的極限粘度([η]br)與分開測量的線性聚合物(Japan Polypropylene的Novatec PP(注冊商標),等級號:FY6)的極限粘度([η]lin)的比,即,([η]br/[η]lin)。

作為裝配有差示折射計(RI)和粘度檢測器(粘度計)的GPC裝置,使用Waters的Alliance GPCV2000。作為光散射檢測器,使用多角度激光散射檢測器(MALLS),Wyatt Technology的DAWN-E。檢測器以MALLS、RI和粘度計的順序相連接。流動相溶劑是1,2,4-三氯苯(以0.5mg/ml的量添加BASF的抗氧化劑,Irganox 1076)。

流速為1mL/min,使用Tosoh的GMHHR-H(S)HT的兩個色譜柱。色譜柱、樣品注入部和各檢測器中的溫度為140℃。樣品濃度為1mg/ml,并且注入量(樣品環路容積)為0.2175mL。

8)伸長粘度的測量中的應變硬化度(λmax(0.1))

伸長粘度的測量條件如下

裝置:Rheometric的Ares

夾具:TA Instrument的Extensional Viscosity Fixture

測量溫度:180℃

應變速度:0.1/秒

試驗片的形成:在加壓成形機(Masada Seisakusho的AH-200,加熱溫度:180℃,冷卻溫度:25℃)中,將尺寸18mm×10mm且厚度0.7mm的片形成為測量用樣品片。

9)熔點

使用差示掃描量熱儀(DSC,Seiko Instruments的DSC6200),其中將5.0mg樣品一次加熱至200℃以消除其熱歷史,然后以10℃/min的冷卻速度冷卻至40℃,并且以10℃/min的加熱速度再次加熱,并且在此過程期間,吸熱峰頂溫度是熔點。

10)彎曲模量

彎曲模量根據JIS K7203在23℃下測量。成形體的尺寸為90×10×4mm。單位為MPa。

11)彎曲強度

彎曲強度根據JIS K7203在23℃下測量。成形體的尺寸為90×10×4mm。單位為MPa。

12)夏比沖擊強度(缺口)

夏比沖擊強度根據K7111在23℃下測量。單位為kJ/m2

13)成形性

使用注射成形機"Toshiba的IS100",片狀試驗片(120×120×2mmt)在以下條件下成形。

圓筒溫度:220℃

模具冷卻溫度:40℃

注射速度:35mm/秒

填充時間:15秒

將成形的試驗片目視檢查并且根據以下評價標準來評價。

A:未見到填充不足。沒有下陷(sink)痕跡,成形樣品良好。

B:沒有填充不足,但可見一些下陷痕跡。

C:可見填充不足。

14)變色試驗(成形時的變黃)

成形時的耐變黃性根據以下過程來評價。

(i)將樣品保持處于220℃的注射成形機(Toshiba的IS100)的圓筒內30分鐘。

(ii)將此在穩定成形的模式(Toshiba的IS100,模具溫度:40℃,注射速度:35mm/秒,填充時間:20秒,冷卻時間:30秒)下成形以生產試驗片(1個循環1分鐘)。

(iii)目視檢查試驗片。

(評價標準)

A:幾乎未見變色。

B:可見一些變色。

C:可見嚴重的變色。

2.材料和評價

(1)聚丙烯類樹脂(A)

(1-1)具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)

(X-1):使用在以下制造例1中生產的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X-1)。

[制造例1]

<催化劑組分(A)的合成例1>

外消旋-二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-異丙基苯基)茚基}]鉿的合成:(組分[A-1](配合物1)的合成):

(i)4-(4-異丙基苯基)茚的合成

將15g(91mmol)4-異丙基苯基硼酸和200mL二甲氧基乙烷(DME)添加至500-ml玻璃反應器,添加碳酸銫(90g,0.28mol)和水(100mL),并且順序添加13g(67mmol)4-溴茚和5g(4mmol)四三苯基膦鈀,并且在80℃下加熱6小時。

在靜置冷卻之后,將反應液傾入500mL蒸餾水中,轉移至分液漏斗中,并且使用二異丙基醚來萃取。將醚層使用飽和食鹽水來洗滌,并且使用硫酸鈉來干燥。將硫酸鈉過濾出,將溶劑在減壓下蒸發出,并且將殘留物借由二氧化硅凝膠柱精制以得到4-(4-異丙基苯基)茚的無色液體,15.4g(產率99%)。

(ii)2-溴-4-(4-異丙基苯基)茚的合成

將15.4g(67mmol)4-(4-異丙基苯基)茚、7.2mL蒸餾水和200mLDMSO放入500-ml玻璃反應器中,并且向其中逐漸添加17g(93mmol)N-溴代琥珀酰亞胺。將這在室溫下保持攪拌2小時,將反應液傾入500mL具有冰的水中,并且使用100mL甲苯萃取三次。將甲苯層使用飽和食鹽水來洗滌,添加2g(11mmol)對甲苯磺酸,并且在除去水的情況下在回流下加熱3小時。將反應液靜置冷卻,使用飽和食鹽水來洗滌,并且使用硫酸鈉來干燥。將硫酸鈉過濾出,將溶劑在減壓下蒸發出,并且將殘留物借由二氧化硅凝膠柱精制以得到19.8g(產率96%)的2-溴-4-(4-異丙基苯基)茚的黃色液體。

(iii)2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-異丙基苯基)茚的合成

將6.7g(82mmol)2-甲基呋喃和100mL DME添加至500-ml玻璃反應器,并且在干冰/甲醇浴中冷卻至-70℃。向其中滴加51mL(81mmol)的1.59mol/L正丁基鋰/正己烷溶液,并且原樣攪拌3小時。將這冷卻至-70℃,并且向其中滴加20mL(87mmol)硼酸三異丙酯和50mL DME。添加之后,在逐漸恢復至室溫的同時,將這攪拌過夜。

將50mL蒸餾水添加至反應液以水解,并且向其中順序添加223g碳酸鉀和100mL水的溶液、和19.8g(63mmol)2-溴-4-(4-異丙基苯基)茚,在80℃下加熱,并且在除去低沸點成分的同時反應3小時。

靜置冷卻之后,將反應液傾入300mL水中,轉移至分液漏斗中,使用二異丙基醚萃取三次,并且將醚層使用飽和食鹽水來洗滌,并且使用硫酸鈉來干燥。將硫酸鈉過濾出,將溶劑在減壓下蒸發出,并且將殘留物借由二氧化硅凝膠柱精制以得到19.6g(產率99%)的2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-異丙基苯基)茚的無色液體。

(iv)二甲基雙(2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-異丙基苯基)茚基)硅烷的合成

將9.1g(29mmol)2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-異丙基苯基)茚和200mL THF添加至500-ml玻璃反應器,在干冰/甲醇浴中冷卻至-70℃。向其中滴加17mL(28mmol)的1.66mol/L正丁基鋰/正己烷溶液,并且原樣攪拌3小時。在將這冷卻至-70℃之后,順序添加0.1mL(2mmol)1-甲基咪唑和1.8g(14mmol)二甲基二氯硅烷,并且在逐漸恢復至室溫的同時,將這攪拌過夜。

將蒸餾水添加至反應液,轉移至分液漏斗中,使用食鹽水洗滌直至變為中性,然后添加硫酸鈉以干燥反應液。將硫酸鈉過濾出,將溶劑在減壓下蒸發出,并且將殘留物借由二氧化硅凝膠柱精制以得到8.6g(產率88%)的二甲基雙(2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-異丙基苯基)茚基)硅烷的淺黃色固體。

(v)二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-異丙基苯基)茚基}]鉿的合成

將8.6g(13mmol)二甲基雙(2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-異丙基苯基)茚基)硅烷和300mL二乙基醚添加至500-ml玻璃反應器,并且在干冰/甲醇浴中冷卻至-70℃。向其中滴加15mL(25mmol)的1.66mol/L正丁基鋰/正己烷溶液并且攪拌3小時。將溶劑在減壓下從反應液蒸發出,并且添加400mL甲苯和40mL二乙基醚,并且在干冰/甲醇浴中冷卻至-70℃。向其中添加4.0g(13mmol)四氯化鉿。接著,在逐漸恢復至室溫的同時,將這攪拌過夜。

將溶劑在減壓下蒸發出,并且將殘留物從二氯甲烷/己烷中重結晶以得到7.6g(產率65%)的作為黃色晶體的外消旋形式的二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-異丙基苯基)茚基}]鉿。

以下示出1H-NMR中所得外消旋體的識別值。

1H-NMR(C6D6)的識別結果

外消旋體:δ0.95(s,6H),δ1.10(d,12H),δ2.08(s,6H),δ2.67(m,2H),δ5.80(d 2H),δ6.37(d,2H),δ6.74(dd,2H),δ7.07(d,2H),δ7.13(d,4H),δ7.28(s,2H),δ7.30(d,2H),δ7.83(d,4H)。

<催化劑組分(A)的合成例2>

外消旋-二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(4-氯苯基)-4-氫化薁基}]鉿的合成:(組分[A-1](配合物2)的合成):

以與記載于JP-A11-240909的實施例1中的方法相同的方式來合成外消旋-二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(4-氯苯基)-4-氫化薁基}]鉿。

<催化劑合成例1>

(i)離子交換性層狀硅酸鹽的化學處理

在分離式燒瓶中,將96%硫酸(668g)添加至2,264g蒸餾水,然后作為層狀硅酸鹽,向其中添加4L蒙脫土(Mizusawa Industrial Chemicals的Benclay SL:平均粒徑19μm)。將漿料在90℃下加熱210分鐘。在向其中添加4,000g蒸餾水之后,過濾反應漿料以得到810g塊狀(cakey)固體。

下一步,在分離式燒瓶中,添加432g硫酸鋰和1,924g蒸餾水以制備硫酸鋰水溶液,并且向其中放入全部量的塊狀固體。所得漿料在室溫下反應120分鐘。將4L蒸餾水添加至漿料,然后過濾,進一步使用蒸餾水洗滌直至pH為5至6,并且過濾以得到760g塊狀固體。

將所得固體在100℃和氮氣流氣氛下預干燥一整天,然后除去53μm以上的粗顆粒,進一步,將這在減壓和200℃下干燥2小時以得到220g的化學處理的蒙脫石。

化學處理的蒙脫石的組成為:Al:6.45重量%,Si:38.30重量%,Mg:0.98重量%,Fe:1.88重量%,Li:0.16重量%,其中Al/Si=0.175[mol/mol]。

(ii)催化劑的制備和預聚合

在三頸燒瓶(容積1L)中,放入20g上述獲得的化學處理的蒙脫石,并且添加庚烷(132mL)以形成漿料,并且添加三異丁基鋁(25mmol:68.0mL濃度為143mg/ml的庚烷溶液)并且攪拌1小時,然后使用庚烷洗滌以具有1/100的殘液率,并且添加庚烷以使總體積為100mL。

在分離式燒瓶(容積200mL)中,上述催化劑組分(A)的合成例1中生產的外消旋-二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-(5-甲基-2-呋喃基)-4-(4-異丙基苯基)茚基}]鉿(210μmol)溶解在甲苯(42mL)中(溶液1),并且進一步在分離式燒瓶(容積200mL)中,將在上述催化劑組分(A)的合成例2中生產的外消旋-二氯[1,1'-二甲基亞甲硅烷基雙{2-甲基-4-(4-氯苯基)-4-氫化薁基}]鉿(90μmol)溶解在甲苯(18mL)中(溶液2)。

將三異丁基鋁(0.84mmol;1.2mL濃度為143mg/mL的庚烷溶液)添加至其中包含化學處理的蒙脫石的先前的1-L燒瓶,然后添加溶液1并且在室溫下攪拌20分鐘。接著,進一步,添加三異丁基鋁(0.36mmol:0.50mL濃度為143mg/mL的庚烷溶液),然后添加上述溶液2并且在室溫下攪拌1小時。

接著,添加338mL庚烷,并且將所得漿料引入1-L高壓釜中。

使高壓釜的內部溫度為40℃,然后將丙烯以10g/hr的速度供給,并且在保持在40℃下的同時預聚合4小時。接著,終止丙烯供給,并且剩余聚合進行1小時。將所得催化劑漿料的上清液借由傾析來除去,并且將三異丁基鋁(6mmol:17.0mL濃度為143mg/ml的庚烷溶液)添加至殘留部分并且攪拌5分鐘。

將固體在減壓下干燥1小時以得到52.8g干燥的預聚合催化劑。預聚合度(通過將預聚合的聚合物量除以固體催化劑量而計算的值)為1.64。

下文中,這稱為"預聚合催化劑1"。

<聚合>

將內容積為200升的攪拌式高壓釜使用丙烯來充分置換,然后向其中引入40kg完全脫水的液化丙烯。向其中添加4.4升(標準狀態的體積)的氫和470mL(0.12mol)三異丁基鋁/正庚烷溶液,并且內部溫度升高至70℃。下一步,在氬氣壓力下引入2.4g預聚合催化劑(除了預聚合聚合物以外的重量)以開始聚合,并且內部溫度保持在70℃下。在2小時之后,在壓力下引入100mL乙醇以置換未反應的丙烯,并且將高壓釜使用氮氣來置換以終止聚合。

將所得聚合物在氮氣流氣氛和90℃下干燥1小時以得到16.5kg聚合物(下文中稱為"XX")。

催化劑活性為6880(g-XX/g-cat)。MFR為1.0g/10min。

[X-1的制造]

100重量份已經在制造例1中生產的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(XX)與0.125重量份苯酚系抗氧化劑,四[亞甲基-3-(3',5'-二叔丁基-4'-羥基苯基)丙酸酯]甲烷(商品名:IRGANOX 1010,BASF Japan制造)和0.125重量份亞磷酸酯系抗氧化劑,三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(商品名:IRGAFOS168,BASF Japan制造)混合,并且使用高速攪拌混合機(亨舍爾混合機,商品名),將這些在室溫下混合3分鐘,然后借由雙螺桿擠出機熔融混煉以得到具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X-1)的粒料。

在熔點、MFR、對二甲苯可溶成分量(CXS)、13C-NMR、GPC(Mw/Mn和Mz/Mw)、支化指數(mm)、熔融張力(MT)和伸長粘度測量中的應變硬化度(λmax(0.1))方面評價這些粒料(X-1)。評價結果在表1中示出。

(X-2):使用Borealis的(WB140HMS)。評價結果在表1中示出。

(X-3):使用在以下制造例2中生產的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X-3)。

[制造例2]

除了在[制造例1]的<聚合>操作中,引入45kg完全脫水的液化丙烯,向其中添加10.0升(標準狀態的體積)的氫,并且在壓力下引入2.04g預聚合催化劑1(除了預聚合聚合物以外的重量)以開始聚合以外,根據與[制造例1]中相同的操作,將所得聚合物在氮氣流氣氛和90℃下干燥1小時以得到18.0kg聚合物(下文中稱為"XXX")。催化劑活性為8800(g/XXX/g-cat),并且MFR為10.0g/10min。

將添加劑相似地添加至所得具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(XXX),并且所得(X-3)的評價結果在表1中示出。

[表1]

(1-2)聚丙烯類樹脂(Y)

(Y-1)Japan Polypropylene的NOVATEC PP系列(作為聚丙烯均聚物,MFR40g/10min,全同立構五元組分分率(mmmm分率)0.98)

(Y-1)Japan Polypropylene的NOVATEC PP系列(作為丙烯-乙烯嵌段共聚物,全部的MFR,130g/10min;第一階段MFR,350g/10min;無規共聚物部分的乙烯含量,26.3wt%;無規共聚物部分,全部重量的9wt%;Mw/Mn 12.6)

(2)纖維(B)

(B-1)JEOL的玻璃纖維:T480(短切原絲,纖維直徑13μm,長度4mm)

(B-2)JEOL的玻璃纖維:T480H(短切原絲,纖維直徑10μm,長度4mm)

(3)有機系阻燃劑(C)

(C-1)ADEKA的FP2200[含磷阻燃劑]

(4)其它添加劑(D)

作為其它添加劑(D),使用的是抗氧化劑(D-1:BASF的IRGANOX 1010),(D-2:ADEKA的PEP 36),中和劑(D-3:NOF的硬脂酸鈣)和表面活性劑(D-4:Mitsubishi Chemical的馬來酸改性的聚丙烯:CMPP2)。

[實施例1至15,比較例1至4]

相對于合計100重量份的聚丙烯類樹脂(A)(具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)、聚丙烯類樹脂(Y))、纖維(B)和有機系阻燃劑(C),作為另外的添加劑,抗氧化劑(D-1:BASF的IRGANOX 1010)和(D-2:ADEKA的PEP36)、中和劑(D-3:NOF的硬脂酸鈣)和表面活性劑(D-4:Mitsubishi Chemical的馬來酸改性的聚丙烯:CMPP2)的比例在表2和表3中示出,并且使用高速攪拌混合機(亨舍爾混合機,商品名),將這些在室溫下混合3分鐘。接著,將所得混合物借由雙螺桿擠出機來熔融混煉并且擠出,引導經過冷水槽,并且將線料使用線料切割機切割以得到粒料。這里,表2和表3中示出的各組成的組成比例全部以重量份計。具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)與聚丙烯類樹脂(Y)的比例(條件是具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)和聚丙烯類樹脂(Y)合計為100重量%)在具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)和聚丙烯類樹脂(Y)的欄的括號中示出。

將所得粒料根據上述評價方法來評價。評價結果在表2和表3中示出。

[比較例5]

除了在這些實施例中,使用市售品,阻燃性ABS樹脂(Techno Polymer的F5450,包含阻燃劑和各種添加劑)來代替聚丙烯類樹脂(A)(具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)、聚丙烯類樹脂(Y))、纖維(B)、有機系阻燃劑(C)、抗氧化劑(D-1)和(D-2)、中和劑(D-3)和表面活性劑(D-4)以外,以與上述實施例中相同的方式進行操作,并且評價。這里,不能測量樣品的熔體流動速率,因為在本發明中采取的熔體流動速率的評價方法中,整個樹脂組合物的流動性不良。

[比較例6]

除了在比較例5中,使用市售品,阻燃性聚碳酸酯樹脂(PC樹脂)(IdemitsuKosan的RY1900,包含阻燃劑和各種添加劑)來代替阻燃性ABS樹脂以外,以與比較例5中相同的方式進行操作,并且評價。這里,不能測量樣品的熔體流動速率,因為在本發明中采取的熔體流動速率的評價方法中,整個樹脂組合物的流動性不良。

[比較例7]

除了在比較例5中,使用市售品,含玻璃纖維的阻燃性ABS樹脂(Toray的855VG20,包含20重量%的玻璃纖維、阻燃劑和各種添加劑)來代替阻燃性ABS樹脂以外,以與比較例5中相同的方式進行操作,并且評價。這里,不能測量樣品的熔體流動速率,因為在本發明中采取的熔體流動速率的評價方法中,整個樹脂組合物的流動性不良。

3.評價結果

從表2和表3中的結果,已知的是,其中使用具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)作為聚丙烯類樹脂(A)的本發明的聚丙烯類樹脂組合物展現非常良好的阻燃性。具體地,為了實現作為阻燃性評價指標的"UL94-5V中的評價5VA",必須同時滿足自熄性和耐滴落性,并且在本發明的實施例中,全部組合物實現了該阻燃性評價。另外,在本發明中規定的范圍內引入纖維(B)使樹脂組合物的機械物性更好。進一步,在本發明的實施例中,由于組分的復合化,不出現如成形性不良和成形時的外觀不良等的問題。

如與實施例1至15相比,比較例1不能防止在燃燒期間的滴落,因為其中不使用具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X),另外,也不使用纖維(B),這不能滿足機械物性。

如與實施例2和4相比,比較例2幾乎不能防止燃燒期間的滴落,并且不能實現滿意的阻燃性,因為其中不使用具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)。

另一方面,如與聚丙烯相比,纖維(B)具有良好的熱傳導性,因此,在不存在纖維(B)時,燃燒時產生的熱會累積在樹脂內部,以致樹脂部分的粘度由此迅速降低。實施例1和3與比較例3相比。已知的是,即使在不存在纖維(B)時,使用具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)也可以抵抗UL94-V試驗的水平的熱量防止滴落,但當暴露于UL94-5V試驗的熱量時,如果不使用纖維(B),則使用具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)幾乎不能抵抗熱量防止滴落。

如與實施例2和4相比,比較例4不滿足自熄性,并且這因為,雖然其中使用具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)和纖維(B),但有機系阻燃劑(C)的添加量小。

記載了使用除了聚丙烯以外的樹脂的比較例5至7。在使用ABS樹脂的比較例5和比較例7中,阻燃性相對好,但因為流動性不好,成形性不良并且成形變色是不令人滿意的。另一方面,在使用聚碳酸酯樹脂的比較例6中,阻燃性、成形性和成形變色的全部結果是不令人滿意的。

從這些實施例和比較例,已知的是,為了同時滿足本申請所要求的高水平的UL94-5V的阻燃性和機械特性,預定量的具有長鏈支化結構的聚丙烯類樹脂(X)、纖維(B)和有機系阻燃劑(C)是必須的。

產業上的可利用性

本發明的聚丙烯類樹脂組合物除了優異的機械物性、成形性和耐候性以外還具有優異的阻燃性,并且特別同時滿足自熄性和耐滴落性,由此可以實現"UL94-5V中的評價5VA"并且可以良好地用于汽車部件、電氣部件、容器包裝部件、建筑構件、大型構件等。

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