專利名稱：填充的熱塑性聚烯烴組合物、制備其的方法和由其制得的制品的制作方法
專利說明填充的熱塑性聚烯烴組合物、制備其的方法和由其制得的制品 發(fā)明領(lǐng)域 本發(fā)明涉及包含氮源、磷源和任選的羥基源并且至少一種源衍生自至少一種有機(jī)化合物或其鹽的填充的熱塑性聚烯烴(TPO)組合物。在一個方面中，本發(fā)明涉及包含高度結(jié)晶的全同立構(gòu)丙烯均聚物、高熔體強(qiáng)度的乙烯/α-烯烴(EAO)彈性體抗沖改性劑和增強(qiáng)等級的片狀(platy)填料例如滑石的TPO組合物。在另一個方面中，本發(fā)明涉及包含至少一個由該填充的熱塑性聚烯烴組合物形成的組件的制品。在另一個方面中，本發(fā)明涉及制備該填充的熱塑性聚烯烴組合物。

背景技術(shù)：
滑石填充的TPO可用于注塑應(yīng)用和需要剛度、在低至約-30℃溫度下的抗沖擊性、耐刮擦和擦痕性，和在約100℃溫度下的耐變形性的平衡的其他應(yīng)用。這些等級的TPO的撓曲模量通常為約100,000-200,000psi，并且HDT通常低于約110℃。
已經(jīng)開發(fā)了具有類似于PC/ABS性能的模量和熱撓曲溫度的滑石填充的TPO配制物。在許多使用PC/ABS的耐用品市場中，需要阻燃等級以防止燃燒開始，例如在密閉的電子設(shè)備中短路的情形中，或者防止火焰擴(kuò)散，例如在延伸貫穿大建筑物的電纜盤中，并且其可能將起源于一個房間的火焰帶入建筑物的其他房間。
實(shí)現(xiàn)阻燃的三種方式如下(1)使用清除自由基、減少熱并且導(dǎo)致不完全燃燒的鹵化體系，(2)使用吸熱性分解以釋放不易燃?xì)怏w、導(dǎo)致燃料稀釋和聚合物冷卻的礦物添加劑，或者(3)使用形成炭的添加劑例如膨脹物如含氮和含磷以及任選地含羥基的添加劑的組合，其釋放不可燃燒的氣體并且使炭發(fā)泡，充當(dāng)火焰頭與聚合物表面之間的阻隔。
鹵化添加劑的使用使一個問題代替了另一個。盡管該添加劑可以終止火焰的擴(kuò)散，但火焰熱將釋放大量的黑煙。煙表現(xiàn)出能見度和環(huán)境問題，其使滅火復(fù)雜化并且可能造成健康和性能損害，即使阻止火焰擴(kuò)散。
礦物添加劑的使用需要加入大量礦物填料。這些填料不具有顯著的縱橫比并且因此起著潛性缺陷的作用而沒有任何有利的增強(qiáng)效果。
氣化和溶脹并且形成穩(wěn)定的炭的基于氮和基于磷的有機(jī)物的使用是使聚烯烴體系阻燃的已知方式。然而，有機(jī)的基于氮和基于磷的有機(jī)化合物的使用成本高，并且通常需要大量這些化合物來實(shí)現(xiàn)所希望的結(jié)果。
圓錐量熱法(cone calorimetry)是一種非常有用的工具，當(dāng)聚合物配制物暴露在火焰時，用以了解聚合物配制物中的變化如何影響配制物的性能。圓錐量熱法測量了從暴露在火焰下的樣品中釋放的瞬時熱。放熱速率圖使得能夠測量“峰值放熱速率”和“達(dá)到峰值放熱速率的時間”。有效的膨脹物配制物將降低峰值放熱速率并且增加達(dá)到峰值放熱速率的時間。然而，可開發(fā)具有顯著較低的峰值放熱速率的配制物將需要較低的添加劑含量以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)阻燃性能等級。
需要其中放熱降低并且填料可以既充當(dāng)阻燃劑又充當(dāng)增強(qiáng)物的成本有效的片狀填料填充的TPO配制物。包含丙烯均聚物和乙烯共聚物的成核組合物披露于美國專利公開2003/0176580中。
對于其成本和增強(qiáng)效果而言，還需要一種填充的TPO配制物，其包含分配在聚合物相中的阻燃添加劑、僅留下片狀填料作為分散的固體。還需要包含較低含量的阻燃劑的阻燃、填充的TPO配制物。這些需要中的一些和另一些已經(jīng)通過以下的發(fā)明得到滿足。
發(fā)明概述 本發(fā)明提供了一種聚烯烴組合物，其包含 A)結(jié)晶全同立構(gòu)丙烯均聚物，其具有大于1930MPa的撓曲模量和大于100℃的HDT； B)乙烯/α-烯烴互聚物，其具有小于-30℃的Tg、在190℃在0.1弧度/s下測量的小于2的正切差值(tan delta)、大于或等于通過差示掃描量熱法測量的乙烯/α-烯烴互聚物的峰值熔融溫度的HDT，和 C)片狀填料，以及 D)氮源和磷源，并且其中至少一種源衍生自至少一種有機(jī)化合物或其鹽，并且 其中均聚物∶互聚物(A∶B)的重量比為9∶1-6∶4。
本發(fā)明還提供了一種組合物，其包含 A)具有大于約1930MPa的撓曲模量和大于約100℃的HDT的結(jié)晶全同立構(gòu)丙烯均聚物； B)具有小于約-30℃的Tg、在190℃在0.1弧度/s下測量的小于3的正切差值的乙烯/α-烯烴互聚物，和 C)片狀填料，以及 D)氮源和磷源和羥基源，并且其中至少一種源衍生自至少一種有機(jī)化合物或其鹽，并且 其中均聚物∶互聚物(A∶B)的重量比為9∶1-6∶4。
本發(fā)明提供了一種包含以下組分的組合物 A)具有大于約1930MPa的撓曲模量和大于約100℃的HDT的結(jié)晶全同立構(gòu)丙烯均聚物； B)具有小于約-30℃的Tg、在190℃在0.1弧度/s下測量的小于3的正切差值的乙烯/α-烯烴互聚物，和 C)氮源和磷源和羥基源，并且其中至少一種源衍生自至少一種有機(jī)化合物或其鹽，并且 其中均聚物∶互聚物(A∶B)的重量比為9∶1-6∶4。
發(fā)明詳述 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過圓錐量熱法，由通過撓曲模量、熱撓曲溫度和結(jié)晶度指數(shù)定義的非常高結(jié)晶度全同立構(gòu)聚丙烯均聚物制備的TPO配制物與其他丙烯均聚物相比表現(xiàn)出顯著較低的放熱。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過圓錐量熱法測量，通常具有高熔體強(qiáng)度、具有大于峰值熔融溫度的熱撓曲溫度以及在190℃和0.1弧度/秒下正切差值小于3，優(yōu)選小于2.5，并且更優(yōu)選小于2的高分子量支化彈性體與用較低分子量、較高流動性的彈性體部分代替的該彈性體相比表現(xiàn)出較低的放熱。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過圓錐量熱法測量，高度增強(qiáng)的片狀填料(例如向PP/PE配制物中引入30wt％的片狀填料)導(dǎo)致大的放熱降低。
包含如上所述的丙烯組分、乙烯組分和填料的一些本發(fā)明組合物當(dāng)與含氮和含磷和含羥基的添加劑一起使用時具有小于250kW/m2的峰值放熱速率和與由常規(guī)聚丙烯和彈性體制備的化合物獲得的相比更高的模量和HDT，并且添加劑含量比沒有滑石的情況下所需要的低。
特別地，本發(fā)明提供一種聚烯烴組合物，其包含 A)具有大于1930MPa的撓曲模量和大于100℃的HDT的結(jié)晶全同立構(gòu)丙烯均聚物； B)乙烯/α-烯烴互聚物，其具有小于-30℃的Tg、在190℃在0.1弧度/s下測量的小于2的正切差值、大于或等于通過差示掃描量熱法測量的乙烯/α-烯烴互聚物的峰值熔融溫度的HDT，和 C)片狀填料，以及 D)氮源和磷源，其中至少一種源衍生自至少一種有機(jī)化合物或其鹽，并且 其中均聚物∶互聚物(A∶B)的重量比為9∶1-6∶4。
在另一實(shí)施方式中，該組合物具有大于約100℃的熱撓曲溫度(HDT)和大于約1930MPa的撓曲模量。
在另一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物具有小于-40℃的Tg。在另一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物的HDT與熔點(diǎn)Tm之間的差值為至少4。在另一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物的HDT與熔點(diǎn)Tm之間的差值為至少8。在又一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物在190℃和0.10弧度/秒下測量的正切差值為3或更小，并且優(yōu)選2或更小。在另一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物在190℃和0.10弧度/秒下測量的正切差值為2.5或更小，并且優(yōu)選1.8或更小。
本發(fā)明還提供了一種組合物，其包含 A)具有大于約1930MPa的撓曲模量和大于約100℃的HDT的結(jié)晶全同立構(gòu)丙烯均聚物； B)具有小于約-30℃的Tg、在190℃在0.1弧度/s下測量的小于3的正切差值的乙烯/α-烯烴互聚物，和 C)片狀填料，以及 D)氮源和磷源和羥基源，并且其中至少一種源衍生自至少一種有機(jī)化合物或其鹽，并且 其中均聚物∶互聚物(A∶B)的重量比為9∶1-6∶4。在優(yōu)選實(shí)施方式中，由于組分C的存在，實(shí)現(xiàn)峰值放熱所需的組分D的量減少。
本發(fā)明還提供一種包含以下組分的組合物 A)具有大于約1930MPa的撓曲模量和大于約100℃的HDT的結(jié)晶全同立構(gòu)丙烯均聚物； B)具有小于約-30℃的Tg、在190℃在0.1弧度/s下測量的小于3的正切差值的乙烯/α-烯烴互聚物，和 C)氮源和磷源和羥基源，并且其中至少一種源衍生自至少一種有機(jī)化合物或其鹽，并且 其中均聚物∶互聚物(A∶B)的重量比為9∶1-6∶4。
在一種實(shí)施方式中，該組合物具有小于300kW/m2，優(yōu)選小于250kW/m2的圓錐熱量計(jì)峰值放熱速率。
在一種實(shí)施方式中，氮源衍生自三聚氰胺、異氰脲酸、異氰酸酯或三嗪。
在另一實(shí)施方式中，氮源衍生自至少一種選自以下的有機(jī)化合物三聚氰胺、三聚氰胺氰脲酸酯、硼酸三聚氰胺、磷酸三聚氰胺、多磷酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、乙二胺或三(羥乙基)異氰脲酸酯。
在另一實(shí)施方式中，磷源衍生自至少一種選自以下的化合物磷酸鹽或酯化合物、亞膦酸鹽或酯化合物、膦酸鹽或酯化合物、多磷酸鹽或酯化合物或氧化膦。
在另一實(shí)施方式中，氮源和/或磷源衍生自磷酸的胺鹽、多磷酸的胺鹽、磷酸的銨鹽或多磷酸的銨鹽。
在另一實(shí)施方式中，磷源衍生自至少一種選自以下的化合物多磷酸銨、二苯基磷酸雙酚A、磷酸三聚氰胺、多磷酸三聚氰胺或焦磷酸三聚氰胺。
在另一實(shí)施方式中，氮源和磷酸鹽源兩者衍生自至少一種選自以下的化合物多磷酸銨、磷酸三聚氰胺、多磷酸三聚氰胺、磷酸乙二胺或焦磷酸三聚氰胺。
在另一實(shí)施方式中，基于組合物的總重量，氮源以少于7.5wt％氮的量存在。
在另一實(shí)施方式中，基于組合物的總重量，磷源以少于3.8wt％磷的量存在。
在另一實(shí)施方式中，基于組合物的總重量，氮源以少于7.5wt％氮的量存在，和其中基于組合物的總重量，磷源以少于3.8wt％磷的量存在。
在另一實(shí)施方式中，氮源、磷源和羥基源作為預(yù)先配制的添加劑存在。
在另一實(shí)施方式中，氮源和磷源作為預(yù)先配制的添加劑存在。
在另一實(shí)施方式中，該組合物進(jìn)一步包含含羥基的添加劑。
在另一實(shí)施方式中，含羥基的添加劑選自季戊四醇、二季戊四醇、山梨醇或其組合，和其他類似的僅由碳、氫和氧組成的化合物。
在另一實(shí)施方式中，含羥基的添加劑選自還具有另外的膨脹型官能團(tuán)(intumescent functionality)的化合物。一個例子是含胺和羥基官能團(tuán)的異氰脲酸三羥乙酯(THEIC)。
在另一實(shí)施方式中，該組合物包含三(羥乙基)異氰脲酸酯、多磷酸銨和多磷酸三聚氰胺。
在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明組合物具有在與包含以下組分的類似組合物相比在更低的氮源和磷源量下實(shí)現(xiàn)的UL V0等級(1)不同于“具有大于約1930MPa的撓曲模量和大于約100℃的HDT的結(jié)晶全同立構(gòu)丙烯均聚物”的丙烯均聚物和/或(2)不同于“具有小于約-30℃的Tg、在190℃在0.1弧度/s下測量的小于約2的正切差值、大于或等于通過差示掃描量熱法測量的乙烯/α-烯烴互聚物的峰值熔融溫度的HDT的乙烯/α-烯烴互聚物”的乙烯/α-烯烴互聚物。
在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明組合物使用比在沒有滑石存在下實(shí)現(xiàn)相同的圓錐量熱法結(jié)果所需的更低含量的膨脹型添加劑(intumescent additive)。
在另一實(shí)施方式中，該組合物進(jìn)一步包含至少一種含羥基的化合物。在另一實(shí)施方式中，含羥基的化合物選自季戊四醇、二季戊四醇和三(羥乙基)異氰酸酯。
在另一實(shí)施方式中，該組合物進(jìn)一步包含至少一種選自顏料、耐刮擦和劃痕添加劑及其組合的添加劑。
在另一實(shí)施方式中，該組合物進(jìn)一步包含流變控制添加劑、硬脂酸和/或硅烷。
在另一實(shí)施方式中，通過二甲苯溶解度測量，丙烯均聚物具有大于98％的全同立構(gòu)指數(shù)。
在另一實(shí)施方式中，丙烯均聚物具有大于2070MPa的撓曲模量和大于110℃的HDT。在另一實(shí)施方式中，丙烯均聚物具有大于2210MPa的撓曲模量和大于120℃的HDT。
在另一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物的α-烯烴是C3-C20α-烯烴。在另一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物的α-烯烴選自丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯。
在一種實(shí)施方式中，基于組合物的總重量，填料以大于或等于10wt％的量存在。在另一實(shí)施方式中，基于組合物的總重量，填料以大于20wt％，優(yōu)選大于30wt％的量存在。在另一實(shí)施方式中，填料是片狀滑石。在另一實(shí)施方式中，基于組合物的總重量，該組合物包含30wt％的滑石。在另一實(shí)施方式中，該組合物進(jìn)一步包含至少一種選自顏料、耐刮擦和劃痕添加劑及其組合的添加劑。
在另一實(shí)施方式中，基于“丙烯均聚物、乙烯/α-烯烴互聚物和填料的總重量”的填料的重量百分比大于基于“丙烯均聚物和乙烯/α-烯烴互聚物的總重量”的乙烯/α-烯烴互聚物的重量百分比。
在另一實(shí)施方式中，該組合物包含足夠量的填料使得該組合物具有3或更大的撓曲模量效率因子和1.5或更大的HDT效率因子。
在另一實(shí)施方式中，基于“丙烯均聚物、乙烯/α-烯烴互聚物和填料的總重量”的填料的重量百分比大于基于“丙烯均聚物和乙烯/α-烯烴互聚物的總重量”的乙烯/α-烯烴互聚物的重量百分比。
在另一實(shí)施方式中，該組合物進(jìn)一步包含一種或多種其他不同的乙烯/α-烯烴互聚物。在另一實(shí)施方式中，基于“丙烯均聚物、乙烯/α-烯烴互聚物、一種或多種其他不同的乙烯/α-烯烴互聚物和填料的總重量”的填料的重量百分比大于基于“丙烯均聚物、乙烯/α-烯烴互聚物和一種或多種其他不同的乙烯/α-烯烴互聚物的總重量”的乙烯/α-烯烴互聚物和一種或多種其他不同的乙烯/α-烯烴互聚物的重量百分比。
本發(fā)明組合物可包含如本文中所述的兩種或更多種實(shí)施方式的組合。
本發(fā)明還提供了包含至少一個由本發(fā)明組合物形成的組件的制品。
本發(fā)明還提供了包含至少一個由本發(fā)明組合物形成的組件的模制品，并且其中該制品選自計(jì)算機(jī)部件、建筑或施工材料、家用器具、容器、一件家具、鞋類部件和玩具。在另一實(shí)施方式中，制品是計(jì)算機(jī)部件。在另一實(shí)施方式中，制品是建筑或施工材料。
本發(fā)明還提供了包含至少一個由本發(fā)明組合物形成的組件的模制品。在另一實(shí)施方式中，制品通過注塑工藝形成。
在另一實(shí)施方式中，模塑品由進(jìn)一步包含至少一種選自以下的添加劑的本發(fā)明組合物形成顏料、耐刮擦和劃痕添加劑，和其組合。
本發(fā)明的制品(包括模塑品)可以包含如本文中所述的兩種或更多種實(shí)施方式的組合。
本發(fā)明還提供了一種形成本發(fā)明組合物的方法，其包括在單獨(dú)的反應(yīng)器中將聚丙烯均聚物和乙烯/α-烯烴互聚物聚合，并且隨后將聚丙烯均聚物和乙烯/α-烯烴互聚物與片狀填料、氮源和磷酸鹽源一起混合。
本發(fā)明還提供了一種形成本發(fā)明組合物的方法，其包括在單獨(dú)的反應(yīng)器中將聚丙烯均聚物和乙烯/α-烯烴互聚物聚合，并且隨后將聚丙烯均聚物和乙烯/α-烯烴互聚物與片狀填料、氮源和磷酸鹽源以及羥基源一起混合。
在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明還提供一種使用共旋轉(zhuǎn)相互嚙合的雙螺桿擠出機(jī)制備本發(fā)明組合物的方法。
本發(fā)明提供一種制備本發(fā)明組合物的方法，所述方法包括在雙螺桿擠出機(jī)中將該組合物的組分混合。在另一實(shí)施方式中，使用第一側(cè)臂擠出機(jī)將氮源、磷源和任選的羥基源加入擠出機(jī)中。在另一實(shí)施方式中，使用第二側(cè)臂擠出機(jī)將填料加入擠出機(jī)中。在另一實(shí)施方式中，填料是滑石。
本發(fā)明的方法可包含如本文中所述的兩種或更多種實(shí)施方式的組合。
聚丙烯是本發(fā)明配制物的主要聚合物組分，并且其最終決定了可以實(shí)現(xiàn)的最大撓曲模量和HDT。常規(guī)的丙烯均聚物具有小于約1520MPa(220.4kpsi)的撓曲模量(1％正割(secant))和小于90℃的HDT，并且其既不充分剛硬也未保持其剛度至足夠高的溫度以用于這些組合物中。為了實(shí)現(xiàn)低溫抗沖擊性、改進(jìn)的撓曲模量(例如大于約1520MPa，1％正割)和改進(jìn)的HDT(例如大于約90℃)以及優(yōu)選低光澤度的綜合目標(biāo)，聚丙烯優(yōu)選為具有大于約1930MPa(280kpsi)的撓曲模量和大于約100℃的HDT的高度結(jié)晶全同立構(gòu)均聚物。更優(yōu)選等級的高度結(jié)晶全同立構(gòu)均聚物具有大于約2070MPa(300kpsi)的撓曲模量和大于約110℃的HDT。最優(yōu)選等級的高度結(jié)晶全同立構(gòu)聚丙烯均聚物具有大于約2210MPa(320kpsi)的撓曲模量和大于約120℃的HDT。在一種實(shí)施方式中，丙烯均聚物具有大于約90℃，優(yōu)選大于約100℃，更優(yōu)選大于約110℃，甚至更優(yōu)選大于約120℃，并且最優(yōu)選大于約130℃的HDT。在另一實(shí)施方式中，丙烯均聚物具有大于約1720MPa(250kpsi)，優(yōu)選大于約1930MPa(280kpsi)，更優(yōu)選大于約2210MPa(320kpsi)，并且最優(yōu)選大于約2210MPa(320kpsi)的撓曲模量。
用EAO彈性體抗沖改性劑(或乙烯/α-烯烴)改性高度結(jié)晶全同立構(gòu)聚丙烯均聚物有助于優(yōu)良的低溫抗沖擊性。為了提供所需的在-30℃的抗沖擊性，EAO彈性體抗沖改性劑具有小于-30℃，更優(yōu)選小于-40℃，并且最優(yōu)選小于約-50℃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。
另外，彈性體抗沖改性劑的兩個其他特征影響了組合物的性能。首先，由于在高度結(jié)晶全同立構(gòu)丙烯均聚物開始熔融之前EAO彈性體抗沖改性劑將大大高于其熔點(diǎn)，因此希望選擇HDT顯著大于其熔點(diǎn)的等級。下表1示出了通過由在各種EAO彈性體上測量的HDT減去DSC峰值熔融溫度(Tm)得到的差值(Δ)。優(yōu)選等級的EAO彈性體抗沖改性劑具有正的差值，更優(yōu)選的等級具有4或更大的差值，甚至更優(yōu)選的等級具有6或更大的差值，并且最優(yōu)選的等級具有8或更大的差值。
表1選擇的抗沖改性劑的Tg和Δ(HDT-Tm)參數(shù) 可在表1中看出，當(dāng)EAO的密度降至0.87g/ml以下時，HDT變得難以測量。這主要是因?yàn)閺椥泽w的模量與密度成正比。另外，峰值熔融溫度隨著密度降低而下降，因此彈性體更接近于其熔點(diǎn)。此結(jié)合導(dǎo)致聚合物在室溫下的硬度不足以防止樣品下垂，這意味著失敗。在這些情形中，可以通過比較在190℃和0.1弧度/s下的粘度和正切差值來進(jìn)行抗蠕變性或熔體強(qiáng)度的估算。ENR 7487然后與Engage 8150相比，熔體強(qiáng)度下降更接近于ENR 7380。ENR 7487和ENR 7380的粘度為Engage 8150的兩倍。ENR 7487僅具有比ENR 7380高33％的正切差值，而Engage 8150高兩倍。當(dāng)?shù)蜏叵碌目箾_擊性是重要的標(biāo)準(zhǔn)時，ENR 7487可以是優(yōu)選的選擇。
EngageTM彈性體是乙烯-辛烯共聚物，并且ENR彈性體是乙烯-丁烯共聚物。The Dow Chemical Company生產(chǎn)這兩種EAO彈性體。
其次，在190℃在0.1弧度/秒(rad/sec)下測量的彈性體的正切差值與最終的注塑部件的光澤度相關(guān)。正切差值越低，光澤度越低。在這些條件下測量的正切差值和以泊計(jì)的粘度示于上表1中。在使用多種不同EAO的沖擊改性的基準(zhǔn)配制物上測量的正切差值與20度光澤度(Minolta光澤度計(jì)，ASTM D523)之間的相關(guān)性示于下表2中。該表中的數(shù)據(jù)基于包含70重量份的J707PT(35MFR Mitsui Chemicals抗沖聚丙烯共聚物)與30重量份可從The Dow Chemical Company獲得的各種EAO的聚合物共混物的混配物。該聚合物共混物在沒有填料的情況下和在加入10wt％的Specialty MineralsABT-2500片狀滑石的情況下測試。該沖擊共聚物和滑石均不符合本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)，但它們起到了說明在190℃和0.1弧度/秒下具有低正切差值的EAO可以如何顯著降低其他有光澤體系的20度光澤度的作用。該數(shù)據(jù)表明彈性體的選擇對通過加入填料(這里是滑石)降低聚丙烯的光澤度具有最大影響。聚丙烯可以廣泛變化，包括均聚物和共聚物以及成核和非成核的聚合物。高M(jìn)FR聚丙烯通常非常有光澤，并且EAO加入對將光澤度降低至消光有一些影響。
表2在190℃和0.1rad/s下具有低正切差值的EAO對20度光澤度的影響 優(yōu)選等級的EAO彈性體抗沖改性劑具有如上所述的Tg和差值性能，并且還具有在190℃和0.1弧度/秒下測量的約3或更小，優(yōu)選2.5或更小，更優(yōu)選2或更小，并且甚至更優(yōu)選約1.8或更小并且最優(yōu)選約1.6或更小的正切差值。
通過使用具有上述正切差值的EAO彈性體抗沖改性劑獲得的低光澤使得可以在模塑工藝期間通過使用色母料提供著色的部件。當(dāng)混配物具有可接受的低光澤時，該模具內(nèi)著色工藝(mold-in-color process)節(jié)省了涂刷步驟。由于涂料提高部件對來自刮擦和擦痕損壞的抗性是眾所周知的，因此通常將色母料額外用降低表面摩擦并且減少因刮擦和擦痕所致的表面損壞的材料改性。常用添加劑是硅基材料例如高分子量聚二甲基硅氧烷、表面起霜的蠟質(zhì)材料例如芥酸酰胺，和一些含有硬韌性塑料(例如尼龍)與表面活性劑的組合的特殊材料。
阻燃添加劑 表3給出了可用于本發(fā)明組合物的無鹵添加劑的列表。大多數(shù)阻燃劑是基于有機(jī)物的，并且因此可用于分配到配制物的聚合物相中。
一般而言，合適的含磷化合物包括磷酸鹽、亞膦酸鹽、膦酸鹽和氧化膦。
表3阻燃添加劑

1可從Clariant獲得 2可從Ciba Specialty Chemicals獲得 3可從Supresta獲得 上表通過官能團(tuán)的類型劃分膨脹型添加劑。當(dāng)添加劑含有混合官能團(tuán)時，其在每種類別下面和組合的類別下面列出。因此，多磷酸三聚氰胺在磷、氮和混合的磷+氮下列出。
丙烯均聚物 丙烯均聚物可以是線型或核化均聚物，或其組合。
在一種實(shí)施方式中，丙烯均聚物具有大于或等于0.1g/10min，優(yōu)選大于或等于1g/10min，并且更優(yōu)選大于或等于3g/10min的熔體流動速率MFR。
在另一實(shí)施方式中，丙烯均聚物具有小于或等于150g/10min，優(yōu)選小于或等于100g/10min，更優(yōu)選小于或等于75g/10min，并且甚至更優(yōu)選小于或等于50g/10min的熔體指數(shù)I2。
丙烯均聚物令人希望地具有0.1-150，優(yōu)選1-100g/10min，更優(yōu)選3-75g/10min，甚至更優(yōu)選5-50g/10min的熔體流動速率(MFR)(230℃/2.16kg重量)。本文包括并公開0.1-150g/10min的所有單個數(shù)值和子范圍。
該聚丙烯均聚物還令人希望地具有大于145℃的熔點(diǎn)。在另一實(shí)施方式中，丙烯組分具有130℃-180℃，優(yōu)選140℃-170℃的熔點(diǎn)Tm。
在另一實(shí)施方式中，聚丙烯均聚物具有大于或等于110℃，優(yōu)選大于或等于120℃，更優(yōu)選大于或等于130℃，并且最優(yōu)選大于或等于140℃的結(jié)晶溫度Tc。
這里使用的“核化”是指通過加入成核劑例如

(可從Milliken商購獲得的二芐基山梨醇)改性的聚合物。也可以使用其他常規(guī)的成核劑。注意到片狀填料例如滑石可以充當(dāng)成核劑，并且可以使得不需要加入另外的成核劑。
用于制備高熔點(diǎn)聚合物的聚合工藝包括淤漿工藝-其在約50-90℃和0.5-1.5MPa(5-15atm)下進(jìn)行，和其中必須特別注意除去無定形聚合物的氣相和液體-單體工藝。也可以通過使用各種單中心催化劑、茂金屬催化劑和幾何結(jié)構(gòu)受限催化劑中的任一種與其相關(guān)的工藝一起制備聚丙烯。聚合可以在攪拌釜反應(yīng)器、氣相反應(yīng)器、單個連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器和單個淤漿環(huán)管反應(yīng)器以及其他合適的反應(yīng)器中進(jìn)行。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，在單個連續(xù)的本體相(冷凝的丙烯)攪拌反應(yīng)器中使用負(fù)載在氯化鎂載體上并且懸浮于礦物油中的包括鈦催化活性金屬類的Ziegler-Natta催化劑制備聚丙烯均聚物?？梢詫腋〉拇呋瘎┲苯颖盟偷椒磻?yīng)器中?？梢允褂脷錃庾鳛殒溵D(zhuǎn)移劑以控制分子量。聚合可以在攪拌釜反應(yīng)器、氣相流化床反應(yīng)器、單個連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器和單個淤漿環(huán)管反應(yīng)器中進(jìn)行。該聚合和所得的聚丙烯均聚物描述于美國專利公開No.2005/0272858(還參見國際公開No.2004033509)和美國專利公開No.2004/0122196中。這三個專利申請各自的全部內(nèi)容在此引入作為參考。
在一種實(shí)施方式中，丙烯均聚物具有2-6，更優(yōu)選2-5并且最優(yōu)選3-5的分子量分布(Mw/Mn)。本文包括并公開2-6的所有單個數(shù)值和子范圍。在另一實(shí)施方式中，分子量分布小于或等于6，更優(yōu)選小于或等于5.5，并且更優(yōu)選小于或等于5。
在一種實(shí)施方式中，丙烯均聚物具有大于或等于0.88g/cc，優(yōu)選大于或等于0.89g/cc的密度。
在另一實(shí)施方式中，丙烯均聚物具有小于或等于0.92g/cc，優(yōu)選小于或等于0.91g/cc的密度。
在另一實(shí)施方式中，丙烯均聚物具有0.88-0.92g/cc，并且優(yōu)選0.89-0.91g/cc的密度。本文包括并公開0.88-0.92g/cc的所有單個數(shù)值和子范圍。
在另一實(shí)施方式中，丙烯均聚物具有10,000g/mol-200,000g/mol，更優(yōu)選15,000g/mol-150,000g/mol，并且最優(yōu)選30,000g/mol-100,000g/mol的數(shù)均分子量(Mn)。本文包括并公開10,000g/mol-200,000g/mol的所有單個數(shù)值和子范圍。
在另一實(shí)施方式中，丙烯均聚物具有80,000g/mol-400,000g/mol，更優(yōu)選100,000g/mol-300,000g/mol，并且最優(yōu)選120,000g/mol-200,000g/mol的重均分子量(Mw)。本文包括并公開80,000g/mol-400,000g/mol的所有單個數(shù)值和子范圍。
丙烯均聚物可以包含如本文中描述的兩種或更多種實(shí)施方式的組合。
乙烯/α-烯烴互聚物 本發(fā)明的組合物包含至少一種乙烯/α-烯烴互聚物，其任選地可以包含二烯烴。本文中使用的“互聚物”是指其中聚合了至少兩種單體的聚合物。其包括例如共聚物、三聚物和四聚物。其特別包括通過將乙烯與至少一種共聚單體，通常是3-20個碳原子(C3-C20)，優(yōu)選4-20個碳原子(C4-C20)，更優(yōu)選4-12個碳原子(C4-C12)并且甚至更優(yōu)選4-8個碳原子(C4-C8)的alpha烯烴(α-烯烴)聚合制備的聚合物。α-烯烴包括，但不限于，1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯和1-辛烯。優(yōu)選的α-烯烴包括1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯和1-辛烯。希望地，α-烯烴是C4-C8α-烯烴。
互聚物包括乙烯/丁烯(EB)共聚物、乙烯/己烯-1(EH)、乙烯/辛烯(EO)共聚物、乙烯/α-烯烴/二烯烴改性的(EAODM)互聚物例如乙烯/丙烯/二烯烴改性的(EPDM)互聚物和乙烯/丙烯/辛烯三聚物。優(yōu)選的共聚物包括EB、EH和EO共聚物。
合適的二烯烴單體包括共軛和非共軛的二烯烴。非共軛的二烯烴可以是C6-C15直鏈、支鏈或環(huán)狀烴二烯烴。例舉的非共軛二烯烴是直鏈無環(huán)二烯烴，例如1，4-己二烯和1，5-庚二烯；支鏈無環(huán)二烯烴，例如5-甲基-1，4-己二烯、2-甲基-1，5-己二烯、6-甲基-1，5-庚二烯、7-甲基-1，6-辛二烯、3，7-二甲基-1，6-辛二烯、3，7-二甲基-1，7-辛二烯、5，7-二甲基-1，7-辛二烯、1，9-癸二烯和二氫月桂烯的混合異構(gòu)體；單環(huán)脂環(huán)族二烯烴，例如1，4-環(huán)己二烯、1，5-環(huán)辛二烯和1，5-環(huán)十二碳二烯；多環(huán)脂環(huán)族稠合和橋連的環(huán)二烯烴，例如四氫茚、甲基四氫茚；鏈烯基、亞烷基、環(huán)烯基和環(huán)亞烷基降冰片烯，例如5-亞甲基-2-降冰片烯(MNB)、5-亞乙基-2-降冰片烯(ENB)、5-乙烯基-2-降冰片烯、5-丙烯基-2-降冰片烯、5-亞異丙基-2-降冰片烯、5-(4-環(huán)戊烯基)-2-降冰片烯和5-亞環(huán)己基-2-降冰片烯。優(yōu)選的非共軛二烯烴包括ENB、1，4-己二烯、7-甲基-1，6-辛二烯，并且更優(yōu)選二烯烴是ENB。合適的共軛二烯烴包括1，3-戊二烯、1，3-丁二烯、2-甲基-1，3-丁二烯、4-甲基-1，3-戊二烯或1，3-環(huán)戊二烯。
盡管優(yōu)選的互聚物基本不含任何通常引起LCB的二烯烴單體，但如果成本可接受并且所希望的互聚物性能例如加工能力、拉伸強(qiáng)度和伸長率不會降級至不可接受的水平的話，則互聚物可以包括這類單體。該二烯烴單體包括，但不限于，二環(huán)戊二烯、NBD、甲基降冰片二烯、乙烯基降冰片烯、1，6-辛二烯、1，7-辛二烯和1，9-癸二烯。當(dāng)加入時，基于互聚物重量，該單體可以大于0至3wt％，更優(yōu)選大于0至2wt％的量加入。
本發(fā)明的乙烯/α-烯烴互聚物可以是支化和/或未支化的互聚物。乙烯/α-烯烴互聚物中存在或不存在支化，并且如果支化存在，則支化量可以寬泛地變化，并且可以取決于所希望的加工條件和所希望的聚合物性能。
乙烯/α-烯烴(EAO)支化的性質(zhì)可以方便地改變。優(yōu)選地，支化是長鏈支化(LCB)。將LCB引入聚合物主鏈的能力已經(jīng)知曉并且實(shí)踐了許多年。在美國專利3,821,143中，使用1，4-己二烯作為支化單體制備具有LCB的乙烯/丙烯/二烯烴(EPDM)聚合物。這類支化劑有時被稱為H支化劑。美國專利6,300,451和6,372,847也使用了各種H型支化劑制備具有LCB的聚合物。在美國專利5,278,272中發(fā)現(xiàn)幾何限定催化劑(CGC)具有將乙烯基封端的大單體引入聚合物主鏈形成LCB聚合物的能力。這類支化被稱為T型支化。這些專利(美國專利3,821,143；6,300,451；6,372,847和5,278,272)的每一個的全部內(nèi)容在此引入作為參考。
所述‘272專利教導(dǎo)了這類CGC在其將大的不飽和分子引入聚合物主鏈中的能力方面是獨(dú)一無二的。通過這些CGC可以引入的LCB的量通常為0.01LCB/1000個碳原子-3LCB/1000個碳原子(主鏈和支鏈的碳原子)。
優(yōu)選地，與H-型支化相反，用于本發(fā)明實(shí)踐的互聚物中的LCB類型是T-型支化。T-型支化通常通過在合適的反應(yīng)器條件例如描述于WO00/26268(其美國等同專利為美國專利6,680,361，其全部內(nèi)容在此引入作為參考)中的那些條件下在幾何限定催化劑的存在下，乙烯或其他α烯烴與鏈端不飽和的大分子共聚獲得。如果希望極高的LCB水平，則H-型支化是優(yōu)選的方法，因?yàn)門-型支化對LCB程度具有實(shí)際的最大限制。如WO00/26268中所述，當(dāng)T-型支化水平增加時，生產(chǎn)工藝的效率或產(chǎn)量顯著降低，直到到達(dá)生產(chǎn)變得在經(jīng)濟(jì)上不能獨(dú)立發(fā)展之時。T-型LCB聚合物可以通過幾何限定催化劑制備，沒有可測量到的凝膠，但具有非常高水平的T-型LCB。由于引入生長的聚合物鏈中的大單體僅具有一個反應(yīng)性不飽和位點(diǎn)，因此所得的聚合物僅含有不同長度的并且沿著聚合物主鏈處于不同間隔的側(cè)鏈。
H-型支化通常通過在聚合工藝中乙烯或其他α烯烴與具有兩個與非茂金屬類催化劑反應(yīng)的雙鍵的二烯烴共聚得到。正如名稱隱含的那樣，二烯烴通過二烯烴橋使一個聚合物分子與另一個聚合物分子相連；所得的聚合物分子類似于H，其可被更多地描述為交聯(lián)而不是長鏈支化。當(dāng)希望極高的支化水平時，通常使用H-型支化。如果使用過多的二烯烴，則聚合物分子可能形成大量的支化或交聯(lián)，以致于聚合物分子不再可溶于反應(yīng)溶劑中(溶液法中)，并因此從溶液中分離出，導(dǎo)致聚合物中凝膠顆粒的形成。另外，H-型支化劑的使用可以使茂金屬催化劑失活并且降低催化劑效率。因此，當(dāng)使用H-型支化劑時，使用的催化劑通常不是茂金屬催化劑。在US6,372,847(其全部內(nèi)容在此引入作為參考)中用于制備H-型支化聚合物的催化劑是釩類催化劑。
合適的乙烯互聚物包括可從The Dow Chemical Company獲得的ENGAGETM、AFFINITYTM和NORDELTM聚合物，可從ExxonMobil ChemicalCompany獲得的VISTALONTM和EXACTTM聚合物，和可從Mitsui Chemical獲得的TAFMERTM聚合物。優(yōu)選的乙烯互聚物包括可從The Dow ChemicalCompany獲得的ENGAGETM和AFFINITYTM聚合物，可從ExxonMobilChemical Company獲得的VISTALONTM、EXACTTM和EXCEEDTM聚合物，以及可從Mitsui Chemical獲得的TAFMERTM聚合物。
在另一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物具有1-5，更優(yōu)選1.5-4并且最優(yōu)選2-3的分子量分布(Mw/Mn)。本文包括并公開1-5的所有單個數(shù)值和子范圍。
在一種實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物的密度大于或等于0.80g/cc，優(yōu)選大于或等于0.82g/cc，并且更優(yōu)選大于或等于0.83g/cc。
在另一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物的密度小于或等于0.90g/cc，優(yōu)選小于或等于0.88g/cc，并且更優(yōu)選小于或等于0.87g/cc。
在另一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物的密度為0.80-0.90g/cc，優(yōu)選0.82-0.88g/cc，并且更優(yōu)選0.83-0.87g/cc。本文包括并公開0.80-0.90g/cc的所有單個數(shù)值和子范圍。在另一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物的密度小于或等于0.875g/cc，優(yōu)選小于或等于0.86g/cc，并且更優(yōu)選小于或等于0.85g/cc。
在一種實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物的熔體指數(shù)I2大于或等于0.05g/10min，優(yōu)選大于或等于0.1g/10min，并且更優(yōu)選大于或等于0.2g/10min。
在另一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物的熔體指數(shù)I2小于或等于10g/10min，優(yōu)選小于或等于5g/10min，并且更優(yōu)選小于或等于2g/10min。
在另一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物的熔體指數(shù)I2(190℃，2.16kg)為0.05-10g/10min，優(yōu)選0.1-5g/10min，并且更優(yōu)選0.2-2g/10min，或者0.5-1g/10min。本文包括并公開0.05-10g/10min的所有單個數(shù)值和子范圍。在另一實(shí)施方式中，該彈性體組分的熔體指數(shù)I2為1g/10min或更小，優(yōu)選0.5g/10min或更小，并且更優(yōu)選0.3g/10min或更小。
在另一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物的數(shù)均分子量(Mn)為40,000g/mol-200,000g/mol，更優(yōu)選50,000g/mol-150,000g/mol，并且最優(yōu)選60,000g/mol-100,000g/mol。本文包括并公開40,000g/mol-200,000g/mol的所有單個數(shù)值和子范圍。
在另一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物的重均分子量(Mw)為80,000g/mol-400,000g/mol，更優(yōu)選100,000g/mol-300,000g/mol，并且最優(yōu)選120,000g/mol-200,000g/mol。本文包括并公開80,000g/mol-400,000g/mol的所有單個數(shù)值和子范圍。
在另一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物的Tg小于-30℃，優(yōu)選小于-40℃，并且更優(yōu)選小于-50℃。
在另一實(shí)施方式中，乙烯/α-烯烴互聚物是均勻支化的線型或均勻支化的基本線型的乙烯/α-烯烴互聚物。制備均勻聚合物的方法披露于美國專利5,206,075；美國專利5,241,031；和PCT國際申請WO93/03093中；其每一個的全部內(nèi)容在此引入作為參考。關(guān)于均勻的乙烯/α-烯烴共聚物的制備的其他細(xì)節(jié)披露于美國專利5,206,075；美國專利5,241,031；PCT國際公開WO93/03093；PCT國際公開WO90/03414中；這四個的全部內(nèi)容均在此引入作為參考。
術(shù)語“均勻”和“均勻支化”用于乙烯/α-烯烴聚合物(或互聚物)，其中共聚單體無規(guī)分布在給定的聚合物分子內(nèi)，并且基本上所有的聚合物分子具有相同的乙烯/共聚單體比例。均勻支化的乙烯互聚物包括線型乙烯互聚物和基本線型的乙烯互聚物。
包括在內(nèi)的均勻支化的線型乙烯互聚物是缺乏長鏈支化但具有短鏈支鏈的乙烯互聚物，該短鏈支鏈衍生自聚合到互聚物中的共聚單體并且均勻分布在同一聚合物鏈內(nèi)及在不同聚合物鏈之間。即，均勻支化的線型乙烯互聚物缺乏長鏈支鏈，正如例如由Elston在美國專利3,645,992中描述的使用均勻支化分布聚合工藝制備的線型低密度聚乙烯聚合物或線型高密度聚乙烯聚合物的情形。均勻支化的線型乙烯/α-烯烴互聚物的商業(yè)例子包括由Mitsui Chemical Company提供的TAFMERTM聚合物和由ExxonMobilChemical Company提供的EXACTTM聚合物。
用于本發(fā)明的基本線型的乙烯互聚物描述于美國專利Nos.5,272,236和5,278,272中；每一個的全部內(nèi)容在此引入。如上所述，基本線型的乙烯互聚物是其中共聚單體無規(guī)分布在給定的互聚物分子內(nèi)并且其中在該互聚物內(nèi)基本上所有的互聚物分子具有相同的乙烯/共聚單體比例的那些。基本線型的乙烯互聚物使用幾何限定催化劑制備。受限幾何催化劑和該制備的例子描述于美國專利No.5,272,236和5,278,272中。
另外，基本線型的乙烯互聚物是具有長鏈支化的均勻支化的乙烯聚合物。長鏈支鏈具有大致與聚合物主鏈相同的共聚單體分布，并且可以具有大致與聚合物主鏈的長度相同的長度。如上所述，“基本線型”通常是指平均用0.01個長鏈支鏈/1000個總的碳(包括主鏈和支鏈碳)-3個長鏈支鏈/1000個總的碳取代的聚合物。
基本線型聚合物的商業(yè)例子包括ENGAGETM聚合物(The Dow ChemicalCompany)和AFFINITYTM聚合物(The Dow Chemical Company)。
基本線型的乙烯互聚物形成了一類獨(dú)特的均勻支化的乙烯聚合物。它們基本上不同于由Elston在美國專利3,645,992中描述的公知類型的常規(guī)均勻支化的線型乙烯互聚物，并且另外它們與常規(guī)的多相Ziegler-Natta催化劑聚合的線型乙烯聚合物(例如使用由Anderson等在美國專利4,076,698中披露的方法制備的超低密度聚乙烯(ULDPE)、線型低密度聚乙烯(LLDPE)或高密度聚乙烯(HDPE))不是相同類型；它們與高壓自由基引發(fā)的高度支化聚乙烯例如低密度聚乙烯(LDPE)、乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物和乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物也不是相同類型。
乙烯/α-烯烴互聚物可具有本文所述的兩種或更多種實(shí)施方式的組合。
片狀填料 在本發(fā)明的TPO組合物中，可以使用任何惰性并且一般具有通常盤形的材料作為片狀填料。通常并且優(yōu)選地，片狀填料是惰性礦物粉末例如滑石、高嶺粘土或云母，并且更優(yōu)選其是片狀滑石。常用的片狀滑石和高嶺粘土分別描述于表4和5中。選擇具有足夠的增強(qiáng)強(qiáng)度的特定等級的片狀滑石，從而賦予或保持最終組合物所希望的撓曲模量和HDT，而不超過該組合物擬代替的聚合物樹脂的密度。一般而言，商業(yè)級樹脂的密度為約1.13g/ml。對于用本發(fā)明的高結(jié)晶度丙烯均聚物和EAO彈性體制備的組合物，填料裝載量通常約為30wt％，但可以根據(jù)需要使用更多或更少。
表4常用片狀滑石 表5常用片狀高嶺粘土 在本發(fā)明組合物加工期間，注意到在流動應(yīng)力下片狀填料將通常與組合物流動方向平行排列。該流動模式有助于減少組合物在流動方向上的收縮，并且使得填料可以增強(qiáng)所得的聚合物產(chǎn)物，提高熱撓曲溫度和撓曲模量。粒狀填料的效率可以通過將在各種填料加入含量下取出的數(shù)據(jù)擬合成線來確定。以“性能增加百分比”除以“填料加入重量百分比”為單位的該線的斜率是粒狀填料提高熱撓曲溫度或撓曲模量的效率的度量。
通過測量加入20wt％的填料對聚丙烯和EAO的共混物的撓曲模量和HDT的影響來評價填料對組合物的增強(qiáng)效率。然后可以計(jì)算撓曲模量效率因子，單位為模量增加百分比/填料裝載量百分比。在約10-40wt％的填料裝載量下，該因子是相對線型的。對于每一填料等級，通過將高結(jié)晶度全同立構(gòu)丙烯均聚物和EAO彈性體抗沖改性劑與20wt％的增強(qiáng)填料混配和在沒有填料的情況下混配可以類似地計(jì)算相關(guān)的熱撓曲效率因子。熱撓曲效率因子的線性相關(guān)性不如撓曲模量效率因子，并且對特定等級的聚丙烯和EAO更加敏感。因此，重要的填料通常以20wt％裝載量為基準(zhǔn)與本發(fā)明的高度結(jié)晶全同立構(gòu)均聚物和EAO彈性體抗沖改性劑組合。當(dāng)以20wt％裝載量配制在高度結(jié)晶全同立構(gòu)丙烯均聚物和EAO彈性體抗沖改性劑中時，本發(fā)明的優(yōu)選的增強(qiáng)填料等級例如片狀滑石的熱撓曲效率因子大于或等于約1.5，更優(yōu)選大于約1.7，并且最優(yōu)選大于約1.9。同時，本發(fā)明的優(yōu)選的增強(qiáng)填料等級的撓曲模量效率因子大于約3，更優(yōu)選大于約3.5并且最優(yōu)選大于約4。
在一種實(shí)施方式中，中值粒徑為0.1微米-50微米，優(yōu)選0.5微米-25微米，并且更優(yōu)選1微米-10微米。本文包括并公開0.1微米-50微米的所有單個數(shù)值和子范圍。
組合物的制備 如上所述，本發(fā)明的TPO組合物包含至少一種丙烯均聚物、至少一種乙烯/α-烯烴互聚物和至少一種片狀填料，以及氮源和磷源和任選的羥基源。盡管該組合物可以通過許多不同工藝的任一種制備，但這些工藝落入兩類中的一種中，即反應(yīng)器后共混(post-reactor blending)、反應(yīng)器內(nèi)共混(in-reactorblending)，或其組合。前者的例子是向其中送入兩種或更多種固態(tài)聚合物并且物理混合成基本均勻的組合物的熔體擠出機(jī)，和以平行陣列排列的多個溶液、淤漿或氣相反應(yīng)器，其中來自各反應(yīng)器的輸出物彼此共混形成基本均勻的組合物、最終以固體形式回收。后者的例子是串聯(lián)的多個反應(yīng)器和裝入兩種或更多種催化劑的單個反應(yīng)器。優(yōu)選地，通過反應(yīng)器后共混制備組合物。
一般而言，在加入填料之前將丙烯均聚物、乙烯/α-烯烴互聚物以及氮源和磷源彼此共混，但在加入另一種聚合物之前可以首先將填料與其中一種或另一種聚合物共混?；谌我痪酆衔?，填料可以純的或作為母料加入。將組合物的所有組分彼此共混直到獲得基本均勻的組合物。可以使用標(biāo)準(zhǔn)的混合機(jī)和擠出機(jī)用于共混。本發(fā)明的組合物還可以含有其他組分，例如顏料、抗氧劑、加工助劑。
本發(fā)明的TPO組合物以與常規(guī)的聚碳酸酯基和聚苯乙烯基組合物相同的方式使用。特別地，本發(fā)明的組合物非常適合于制造用于制備計(jì)算機(jī)組件的結(jié)構(gòu)。
組合物 基于丙烯均聚物和乙烯/α-烯烴互聚物的總重量，本發(fā)明的組合物優(yōu)選包含60-90wt％，優(yōu)選65-85wt％，并且更優(yōu)選70-75wt％的丙烯均聚物。本文包括并公開60-90wt％(聚丙烯均聚物)的所有單個數(shù)值和子范圍?；诒┚畚锖鸵蚁?α-烯烴互聚物的總重量，本發(fā)明的組合物優(yōu)選包含10-40wt％，優(yōu)選15-37wt％，并且更優(yōu)選20-35wt％的乙烯/α-烯烴互聚物。本文包括并公開10-40wt％(乙烯/α-烯烴互聚物)的所有單個數(shù)值和子范圍。
在一種實(shí)施方式中，基于組合物的總重量，該組合物包含25-50wt％，優(yōu)選30-45wt％，并且更優(yōu)選35-40wt％的片狀填料。本文包括并公開25-50wt％(片狀填料)的所有單個數(shù)值和子范圍。
在另一實(shí)施方式中，基于組合物的總重量，該組合物包含5-35wt％，優(yōu)選10-30wt％并且更優(yōu)選15-25wt％的含氮化合物。
在另一實(shí)施方式中，基于組合物的總重量，該組合物包含5-35wt％，優(yōu)選10-35wt％并且更優(yōu)選15-25wt％的含磷化合物。
在另一實(shí)施方式中，該組合物的結(jié)晶溫度Tc大于或等于110℃，優(yōu)選大于或等于120℃，并且更優(yōu)選大于或等于130℃，并且最優(yōu)選大于或等于140℃。
在另一實(shí)施方式中，通過ASTM D648測量，該組合物的HDT大于或等于110℃，優(yōu)選大于或等于120℃，并且更優(yōu)選大于或等于130℃，并且最優(yōu)選大于或等于140℃。
在另一實(shí)施方式中，除了丙烯均聚物組分之外，該組合物不包含另外的基于丙烯的聚合物。
在另一實(shí)施方式中，基于組合物的總重量，該組合物包含大于或等于50wt％，優(yōu)選大于或等于60wt％，并且更優(yōu)選大于或等于70wt％的丙烯均聚物。
在另一實(shí)施方式中，基于組合物的總重量，該組合物包含少于或等于40wt％，優(yōu)選少于或等于35wt％，并且更優(yōu)選少于或等于30wt％的乙烯/α-烯烴互聚物。
在另一實(shí)施方式中，該組合物不含僅含乙烯和丙烯單體單元的共聚物。
在另一實(shí)施方式中，該組合物不含苯乙烯嵌段共聚物。
在另一實(shí)施方式中，該組合物僅含一種乙烯/α-烯烴互聚物。
在另一實(shí)施方式中，該組合物不含EPDM聚合物。
在另一實(shí)施方式中，該組合物不含EPR聚合物。
在另一實(shí)施方式中，該組合物不含嵌段共聚物。
該組合物可以進(jìn)一步包含至少一種常規(guī)加入聚合物或聚合物組合物中的添加劑類型。這些添加劑包括，例如加工油；抗氧劑；表面張力改性劑；UV穩(wěn)定劑；刮擦/擦痕添加劑例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)或官能化聚二甲基硅氧烷或者

SR 100(可從Ciba Specialty Chemicals獲得)或含有芥酸酰胺(erucamide)的耐刮擦擦痕配制物；防粘連劑；分散劑；發(fā)泡劑；線型或基本線型的EAO；LDPE；LLDPE；潤滑劑；交聯(lián)劑例如過氧化物；抗菌劑例如有機(jī)金屬、異噻唑酮、有機(jī)硫和硫醇；抗氧劑例如酚、仲胺、亞磷酸酯/鹽和硫酯；抗靜電劑例如季銨化合物、胺和乙氧基化、丙氧基化或甘油化合物。官能化的聚二甲基硅氧烷包括，但不限于，羥基官能化的聚二甲基硅氧烷、胺官能化的聚二甲基硅氧烷、乙烯基官能化的聚二甲基硅氧烷、芳基官能化的聚二甲基硅氧烷、烷基官能化的聚二甲基硅氧烷、羧基官能化的聚二甲基硅氧烷、硫醇官能化的聚二甲基硅氧烷，和其衍生物。
本發(fā)明的組合物還可以包含另外的添加劑。另外的添加劑包括，但不限于，水解穩(wěn)定劑；潤滑劑例如脂肪酸、脂肪醇、酯、脂肪酰胺、金屬硬脂酸鹽、石蠟和微晶蠟、有機(jī)硅和正磷酸酯；脫模劑例如細(xì)?；蚍勰罟腆w、皂、蠟、有機(jī)硅、聚乙二醇和混合酯例如三羥甲基丙烷三硬脂酸酯或季戊四醇四硬脂酸酯；顏料、染料和著色劑；增塑劑例如二元酸(或它們的酐)與一元醇的酯例如鄰苯二甲酸酯、己二酸酯和苯甲酸酯；熱穩(wěn)定劑例如有機(jī)錫硫醇鹽、巰基乙酸辛酯和鋇或鎘的羧酸鹽；紫外線穩(wěn)定劑例如位阻胺、鄰-羥基苯基苯并三唑、2-羥基4-烷氧基苯甲酮、水楊酸鹽/酯、氰基丙烯酸酯、鎳的螯合物和亞芐基丙二酸酯和草酰替苯胺；和沸石、分子篩、抗靜電劑以及其他已知的除臭劑。
優(yōu)選的位阻酚抗氧劑是可從Ciba Specialty Chemicals獲得的

1076抗氧劑。可以選擇合適的添加劑和添加劑量的組合以及將添加劑引入組合物的方法。一般而言，如果使用，上述添加劑的每一種不超過基于總組合物重量的45wt％，并且有利地為0.001-20wt％，優(yōu)選0.01-15wt％并且更優(yōu)選0.1-10wt％。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，本發(fā)明的組合物包括至少一種聚二甲基硅氧烷(PDMS)以提高所得產(chǎn)品的刮擦擦痕抗性?；诰酆衔锝M合物的重量，聚二甲基硅氧烷通常以0.1-10wt％存在。合適的聚二甲基硅氧烷包括具有在25℃大于100,000厘沲，并且更優(yōu)選1×106-2.5×106厘沲的那些。在另一實(shí)施方式中，該組合物還包括用馬來酸酐或琥珀酸酐基團(tuán)接枝的乙烯均聚物或乙烯互聚物，并且優(yōu)選地該接枝的乙烯均聚物或互聚物少于所述組合物的20％。在又一實(shí)施方式中，該組合物還包括至少一種添加劑，例如增塑劑、顏料或著色劑、UV穩(wěn)定劑或填料。填料可以包括煅燒或未煅燒的填料。合適的填料包括，但不限于碳酸鈣和硅灰石。用于耐刮擦擦痕配制物的合適組分更詳細(xì)地描述于USP5,902,854中，其整個內(nèi)容在此引入作為參考。
可用于本發(fā)明組合物的另外的耐刮擦擦痕配制物包含

SR100與本文中所述的一種或多種添加劑。一種特別合適的配制物包含于聚乙烯載體中的脂族酰胺，例如

SR 100與一種或多種填料例如硅灰石，和用馬來酸酐或琥珀酸酐基團(tuán)接枝的乙烯均聚物或互聚物。其他的耐刮擦聚烯烴配制物描述于美國專利公開No.2006009554(等同于WO2006/003127)中，其全部內(nèi)容在此引入作為參考。
本發(fā)明的制品 制品可以通過注塑、擠出、擠出之后凸模或凹模熱成型、低壓模塑、壓塑制備。
可由本發(fā)明組合物制造的制品的部分的且遠(yuǎn)非窮舉的清單包括用于電子設(shè)備例如計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、監(jiān)視器、立體聲元件的機(jī)殼；用于動力工具例如鉆子、螺絲刀、鋸子、刳刨機(jī)的外殼；建筑和施工部件例如管道支架(duct work)、導(dǎo)管、電纜盤、通風(fēng)孔；和電影院、體育場、音樂廳和汽車部件中的座位的結(jié)構(gòu)部件。技術(shù)人員在沒有過度實(shí)驗(yàn)的情況下可以容易地?cái)U(kuò)展該清單。另外的制品包括擠出型材例如墻基型材或刮板(kick-plate)。
通過將本發(fā)明組合物模塑制得的部件的可模塑能力和機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良，包括優(yōu)良的彈性撓曲模量以及高溫和低溫抗沖擊性。
由本發(fā)明組合物制得的部件具有輕質(zhì)性并且由于容易加工而賦予了設(shè)計(jì)自由性。該組合物制得了具有增強(qiáng)的剛性、流動性和抗沖擊性，同時在模具中熱處理時模塑收縮因子和尺寸變化減少的部件。因此，該組合物使得可以制得具有減小的壁厚與改進(jìn)的熱和機(jī)械性能以及改進(jìn)的外觀的注塑部件。
本發(fā)明組合物在模塑溫度下充分地流動以填充到模具中?？偟膩碚f，本發(fā)明組合物具有優(yōu)良的模塑能力和高剛性，并且可用于形成具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、抗沖擊性、延展性和熱變形抗性的部件。這些部件具有優(yōu)良的外觀，并且在模塑時具有減小的尺寸變化和減小的熱線性膨脹系數(shù)。該組合物能夠制造具有比由常規(guī)PC/ABS樹脂制得的部件壁厚更小的注塑部件。另外，與由聚碳酸酯/ABS共混物制得的部件相比，這些部件更輕。一般而言，與聚碳酸酯/ABS共混物相比，由本發(fā)明組合物制得的部件輕大約7wt％。
定義 本文中列出的任何數(shù)值范圍包括以一個單位的增量從下限值到上限值的所有數(shù)值，條件是在任何下限值與任何上限值之間間隔至少兩個單位。作為例子，如果描述組成、物理或其他性能例如分子量、熔體指數(shù)等為100-1,000，則其是指所有單個數(shù)值例如100、101、102等和子范圍例如100-144、155-170、197-200等明確地列舉在本說明書中。對于含有小于1的數(shù)值或者含有大于1的小數(shù)(例如1.1、1.5等)的范圍，如果合適，認(rèn)為一個單位是0.0001、0.001、0.01或0.1。對于含有小于10的一位數(shù)的范圍(例如1-5)，通常認(rèn)為一個單位是0.1。這些僅是具體所指的例子，并且在列出的最低值與最高值之間的數(shù)值的所有可能的組合將被認(rèn)為明確地描述在本申請中。如本文中所述，已經(jīng)列出了關(guān)于密度、組分的重量百分比、正切差值、分子量和其他性能的數(shù)值范圍。
本文中使用的術(shù)語“組合物”包括組成組合物的材料的混合物，以及由組合物的材料形成的反應(yīng)產(chǎn)物和分解產(chǎn)物。
本文中使用的術(shù)語“聚合物”是指通過將無論相同還是不同類型的單體聚合制備的聚合化合物。因此，總稱聚合物包括通常用于指僅由一種單體制備的聚合物的術(shù)語均聚物，和下文中定義的術(shù)語互聚物。
如上所述，本文中使用的術(shù)語“互聚物”是指通過至少兩種不同類型的單體聚合制備的聚合物。因此，總稱互聚物包括通常用于指由兩種不同類型的單體制備的聚合物的共聚物，和由多于兩種的不同類型單體制備的聚合物。
本文中使用的術(shù)語“乙烯/α-烯烴互聚物”、“乙烯聚合物”或類似的術(shù)語是指主要(大于50mol％)由乙烯單體單元形成的聚合物。摩爾百分比基于可聚合的單體的總摩爾數(shù)。
本文中使用的術(shù)語“共混物”或“聚合物共混物”是指兩種或更多種聚合物的共混物。該共混物可以或不可以混溶(在分子水平上沒有相分離)。該共混物可以或不可以相分離。該共混物可以或不可以含有一個或多個由透射電子顯微法、光散射、x-射線散射和本領(lǐng)域已知的其他方法測量的區(qū)域結(jié)構(gòu)。
本文中使用的術(shù)語“氮源”是指含有一個或多個氮原子的化合物(有機(jī)或無機(jī))，并且優(yōu)選有機(jī)化合物。
本文中使用的術(shù)語“磷源”是指含有一個或多個磷原子的化合物(有機(jī)或無機(jī))，并且優(yōu)選有機(jī)化合物。
本文中使用的術(shù)語“羥基源”是指含有一個或多個羥基的有機(jī)化合物。
測量 術(shù)語“MI”是指使用ASTM D-1238-04，條件為190℃/2.16kg下對基于乙烯的聚合物(基于總的聚合單體摩爾數(shù)，大部分摩爾百分比的乙烯)測量的以g/10min計(jì)的熔體指數(shù)I2或I2。
術(shù)語“MFR”是指使用ASTM D-1238-04，條件190℃/2.16kg對基于丙烯的聚合物(基于總的聚合單體摩爾數(shù)大部分摩爾百分比的丙烯)測量的熔體流動速率。
密度根據(jù)ASTM D-792-00測量。測量的密度為“快速密度”，是指模塑時間1小時之后測量的密度。
撓曲模量，1％正割根據(jù)ASTM D-790在5英寸×1/2英寸×1/8英寸樣品上測量。注塑條件將取決于模塑的材料而變化。TPO配制物、丙烯均聚物和乙烯/α-烯烴互聚物通常在190℃-230℃的熔融溫度下模塑10-40cc/sec。
熱撓曲溫度(HDT) 該試驗(yàn)在注塑的ASTM柔性試條上進(jìn)行(ASTM D-790)以獲得所需的試驗(yàn)跨度(span)(拉伸樣品具有過短的頸區(qū)域)。試條尺寸為5英寸×1/2英寸×1/8英寸。試驗(yàn)根據(jù)ASTM D-648(06)進(jìn)行。對于該試驗(yàn)有兩個負(fù)荷選擇，本文記錄的數(shù)據(jù)處于66psi(0.455MPa)的較低負(fù)荷下。注塑條件將取決于模塑的材料而變化。TPO配制物、丙烯均聚物和乙烯/α-烯烴互聚物通常在190℃-230℃的熔融溫度下以10-40cc/sec模塑。
正切差值 該試驗(yàn)是在從1/8英寸厚的樣品上，通常從注塑的ASTM D-790拉伸狗骨樣品上切下的圓盤上進(jìn)行的熔融試驗(yàn)。將樣品置于動態(tài)力學(xué)分光計(jì)例如得自Rheometrics的RMS-800或ARES的兩個平行板之間。
注塑條件將取決于模塑的材料而變化。TPO配制物、丙烯均聚物和乙烯/α-烯烴互聚物通常在190℃-230℃的熔融溫度下以10-40cc/sec模塑。
正切差值試驗(yàn)進(jìn)行的溫度為190℃。聚合物粘度便利地使用動態(tài)力學(xué)分光計(jì)例如得自Rheometrics的RMS-800或ARES在0.1弧度/秒(rad/sec)-100rad/sec的剪切速率下和在190℃，在氮?dú)鈿夥障乱圆?達(dá)因-秒/平方厘米(cm2))為單位測量。參考0.1弧度/秒下在190℃的正切差值。
凝膠滲透色譜 用由Polymer Laboratories型號2000系列高溫色譜組成的凝膠滲透色譜體系測量基于乙烯的聚合物的平均分子量和分子量分布。對于聚基于乙烯的聚合物，柱和圓盤傳送帶隔室(carousel compartment)在140℃工作。使用的柱為三根Polymer Laboratories 10微米混合的B柱。溶劑為1，2，4-三氯苯。樣品以于50毫升溶劑中0.1克聚合物的濃度制備。用作流動相并且用于制備樣品的溶劑含有200ppm丁基化羥基甲苯(BHT)?；谝蚁┑木酆衔锿ㄟ^在160℃輕微攪拌2小時制備，并且將基于丙烯的聚合物溶解2.5小時。注射體積為100微升，流動速率為1.0毫升/分鐘。GPC柱組的校正用從PolymerLaboratories(UK)購得的具有580-8,400,000分子量的窄分子量分布聚苯乙烯標(biāo)樣進(jìn)行。使用以下方程(如Williams and Ward，J.Polym.Sci.，Polym.Let.，6，621(1968)中所述)將聚苯乙烯標(biāo)樣的峰值分子量換算成聚乙烯分子量 M聚乙烯＝A×(M聚苯乙烯)B 其中M是分子量，A的值為0.4315并且B等于1.0。
聚乙烯當(dāng)量分子量計(jì)算使用Viscotek TriSEC軟件版本3.0進(jìn)行。聚基于丙烯的聚合物的分子量可以根據(jù)ASTM D6474.9714-1使用Mark-Houwink比例測量，其中對于聚苯乙烯，a＝0.702和log K＝-3.9，并且對于聚丙烯，a＝0.725和log K＝-3.721。對于聚基于丙烯的聚合物樣品，柱和圓盤傳送帶隔室在160℃工作。
差示掃描量熱法 差示掃描量熱法(DSC)可用于測量基于聚乙烯(PE)的樣品和基于聚丙烯(PP)的樣品的結(jié)晶度。在190℃溫度下將樣品壓制成薄膜。稱量約5-8毫克薄膜樣品并且置于DSC盤中。盤上的蓋子被壓褶(crimp)以確保密閉的氣氛。將樣品盤置于DSC小室中，對于PE而言，然后在約10℃/min的速率下加熱至約180-200℃的溫度(對于PP為230℃)。將樣品保持在該溫度下3分鐘。然后對于PE而言，在10℃/min的速率下使樣品冷卻至-90℃(對于PP為-90℃)，并且在該溫度下保持等溫3-5分鐘。隨后在10℃/min的速率下將樣品加熱直到完全熔融(第二次加熱；對于PE約為180℃，對于PP為230℃)。除非另外說明，由從如上所述的DSC獲得的第二次熱曲線測量每一聚合物樣品的熔點(diǎn)(Tm)和玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。由第一次冷卻曲線測量結(jié)晶溫度(Tc)。
下面的實(shí)施例解釋本發(fā)明，但不明確地或通過暗示來限制本發(fā)明。除非另外說明，所有份和百分比以重量計(jì)。
圓錐量熱法 將所有TPO配制物注塑得到“4英寸×6英寸×1/16英寸薄板”，或者出于屏蔽目的，將其壓塑得到“4英寸×4英寸×1/16英寸”薄板。然后將注塑的薄板切割得到“4英寸×4英寸×1/16英寸”薄板用于圓錐熱量計(jì)試驗(yàn)。注塑條件的例子在實(shí)驗(yàn)部分中提供。進(jìn)行三次測量，并且記錄平均數(shù)據(jù)。
圓錐熱量計(jì)實(shí)驗(yàn)使用標(biāo)準(zhǔn)化的圓錐熱量計(jì)步驟(ASTM E-1354-99)在35kW/m2的熱通量和24L/s的廢氣流下在FTT圓錐熱量計(jì)上進(jìn)行。收集的數(shù)據(jù)用100cm2的樣品表面積計(jì)算。
圓錐熱量計(jì)可以產(chǎn)生幾個有用的關(guān)于材料易燃性的數(shù)據(jù)流。參數(shù)之一-放熱速率(HRR)對于理解材料的易燃性可能非常有用，并且其可用于區(qū)分不同材料的易燃性。具有較低放熱速率的組合物通常更加防火。將從圓錐熱量計(jì)收集的一些易燃性數(shù)據(jù)匯總，包括點(diǎn)燃時間(Tig)、峰值放熱速率(峰值HRR)、總的放熱和達(dá)到峰值HRR的時間。
實(shí)驗(yàn) 在下面示出用于圓錐量熱法研究的聚合物和添加劑。
PP21＝具有99的全同立構(gòu)指數(shù)和35克/10分鐘的MFR的高度結(jié)晶全同立構(gòu)聚丙烯均聚物。
PP02＝具有大于98的全同立構(gòu)指數(shù)和2克/10分鐘的MFR的高度結(jié)晶全同立構(gòu)聚丙烯均聚物。
PPRN＝具有小于96的全同立構(gòu)指數(shù)和35克/10分鐘的MFR的常規(guī)全同立構(gòu)聚丙烯均聚物。
ENR 7380＝使用幾何限定催化劑制備的無規(guī)乙烯/1-丁烯共聚物(可從Dow Chemical Company獲得)；密度＝0.87g/cc；MI＝＜0.3g/10min。
ENR 7487＝使用幾何限定催化劑制備的無規(guī)乙烯/1-丁烯共聚物(可從Dow Chemical Company獲得)；密度＝0.86g/cc；MI＝＜0.3g/10min。
PE02＝使用幾何限定催化劑制備的無規(guī)乙烯/1-辛烯共聚物；密度＝0.89g/cc；MI＝500g/10min。
JETFILL 700C＝具有1.5微米中值粒徑的增強(qiáng)等級的高純度(大于98％滑石)的片狀滑石(可從Luzenac獲得)。
CELSPAN 625＝由Phoenix Plastics制備的阻燃TPO配制物。
EXOLIT AP760＝配制的多磷酸銨(可從Hoechst Chemical Co.獲得)。
圓錐量熱法結(jié)果示于表4-5中。下面提供了標(biāo)注的量熱法參數(shù)的定義。使用圓錐量熱法測試這些表中標(biāo)注的每一個樣品(14-16克；4x4平方英寸樣品)。
HRR(放熱速率)＝每平方米樣品產(chǎn)生的熱量。
Tig(點(diǎn)燃時間)＝樣品點(diǎn)燃所需的時間。
達(dá)到峰值的時間＝樣品達(dá)到峰值HRR所需的時間。
總的放熱＝在整個試驗(yàn)期間(從點(diǎn)燃到熄滅)由試驗(yàn)樣品產(chǎn)生的熱量。
平均MLR(平均質(zhì)量損失率)＝每平方米損失的材料克數(shù)。
平均EHC(平均有效燃燒熱)＝每千克材料產(chǎn)生的熱量。
圓錐量熱法結(jié)果示于下表中。下面提供了標(biāo)注的量熱法參數(shù)的定義。使用圓錐量熱法測試這些表中標(biāo)注的每一個樣品(14-16克；4x4平方英寸樣品，1/16英寸厚度)。
HRR(放熱速率)＝每平方米樣品產(chǎn)生的熱量。
Tig(點(diǎn)燃時間)＝樣品點(diǎn)燃所需的時間。
達(dá)到峰值的時間＝樣品達(dá)到峰值HRR所需的時間。
總的放熱＝在整個試驗(yàn)期間(從點(diǎn)燃到熄滅)由試驗(yàn)樣品產(chǎn)生的熱量。
平均MLR(平均質(zhì)量損失率)＝每平方米損失的材料克數(shù)。
平均EHC(平均有效燃燒熱)＝每千克材料產(chǎn)生的熱量。
表6圓錐熱量計(jì)測量
*重量百分比基于組合物的總重量 ·所有樣品在35kW/m2熱通量下運(yùn)行；所有樣品在230℃擠出和注塑。
表7圓錐熱量計(jì)測量
*重量百分比基于組合物的總重量 有幾個主要影響。首先，加入30wt％滑石將峰值放熱速率從高于1700kW/m2的值降低至低于700kW/m2。其次，含有35％高熔體強(qiáng)度彈性體的TPO(運(yùn)行1)具有僅比純的高結(jié)晶度PP均聚物(運(yùn)行9)高60kW/m2的峰值HRR(放熱速率)。第三，基于高結(jié)晶度PP的30％滑石填充的TPO(運(yùn)行6)比基于常規(guī)PP均聚物(運(yùn)行7)的峰值HRR低160kW/m2，這表現(xiàn)為20％的降低。運(yùn)行7(常規(guī)聚丙烯均聚物)具有比運(yùn)行6的模量低幾乎50ksi的模量；即模量降低14％。
包含膨脹型添加劑的另一些組合物示于表8中。每一實(shí)施例組合物的每一組分的量以基于組合物總重量的重量百分比示出。
使用KOBELCO STEWART BOLLING INC.OM實(shí)驗(yàn)室混合機(jī)制備組合物。在100RPM下將聚合物加入混合機(jī)中，并且使其熔化。當(dāng)熔融時，在熔化約4分鐘后將RPM降低至30并且加入滑石。一旦所有滑石加入，則將RPM增至100用于混合，也根據(jù)需要降低以保持溫度低于160℃。在160℃混合2分鐘后，加入膨脹型添加劑，同時將RPM從100變至80以控制熔體溫度。一旦所有配制物組分加入混合機(jī)，則使最終配制物混合整整3分鐘，同時連續(xù)調(diào)節(jié)RPM以將熔體溫度保持在160℃?？偟幕旌蠒r間約為11分鐘。膨脹型添加劑可以作為單獨(dú)的添加劑加入配制物中或者作為干燥混合物加入混合機(jī)中。
使用ARBURG ALLROUNDER 370℃注塑機(jī)用80噸閉合壓力注塑每一最終組合物。熔融溫度為230℃并且模具溫度為60℃。使四個加熱區(qū)工作以獲得230℃的熔融溫度。擠出機(jī)RPM為30，并且背壓為15巴。注塑速度為15-20cc/sec，并且由PP21制備的所有樣品的注塑壓力約為600巴，并且保持壓力約為500巴。保持時間為30秒，冷卻時間為30秒。在這些模塑條件下觀察到一些“老虎紋”。為了在后面的運(yùn)行中解決“老虎紋”，將模具溫度增至160°F(71℃)并且將注塑速率降至10cc/sec。當(dāng)使用較高粘度聚丙烯均聚物例如PP02(MFR＝2g/10min)時，將模具溫度增至180°F(82℃)。注塑的薄板的尺寸為4英寸×6英寸×1/16英寸。
在注塑的薄板上測量根據(jù)如上所述的圓錐量熱法測量的阻燃(FR)特征。結(jié)果示于下表8中。
表8-滑石和膨脹型添加劑的組合效果
正如表8中所示，本發(fā)明組合物表現(xiàn)出好的模量并且樣品66-7在采用 的嚴(yán)格的量熱法試驗(yàn)下表現(xiàn)出優(yōu)良的阻燃性能。即使沒有滑石，樣品66-75也具有非常好的模量(比CELSPAN樣品提高25％)和優(yōu)良的阻燃性能。
樣品66-7的膨脹型添加劑被制備成三種組分的混合物。該預(yù)混的混合物，添加劑A在下面示于表9中。比例以重量百分比計(jì)。
表9添加劑A 使用雙螺桿擠出機(jī)制備本發(fā)明的組合物 將組合物在雙螺桿擠出機(jī)上混配，因?yàn)檫@樣提供了實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量同時控制熔融溫度以及施加的剪切的類型和數(shù)量的最大靈活性。為了說明在雙螺桿擠出機(jī)上制備這些配制物的可行性，選擇兩種配制物(3和4)并且以兩步工藝制備。配制物在下面示于表10中。
表10混配的配制物 在第一步中，將高結(jié)晶度聚丙烯(PP21或PP02)、高熔體強(qiáng)度彈性體(ENR 7487)和增強(qiáng)的滑石(Cimpact 710)混配成聚合物濃縮物形成TPO配制物。在TPO配制物第二次通過擠出機(jī)中，使用側(cè)臂擠出機(jī)將包含氮源、磷源和羥基源的添加劑B加入TPO配制物中。該側(cè)臂擠出機(jī)位于進(jìn)料與模具之間約一半距離處。在下面示出這兩個混配運(yùn)行的條件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道，使用更接近于主混配擠出機(jī)的模具的第二側(cè)臂擠出機(jī)將使得該兩步工藝能夠減少至單個步驟。
為了避免熱的聚合物與水接觸，將從擠出機(jī)的模具中擠出的線料通過使它們在冷的三輥組套上運(yùn)行而冷卻，該三輥組套通常用于冷卻和控制擠出的片材的厚度。三輥組套的輥中的冷卻水設(shè)置為70°F。
預(yù)混配條件-第一次通過擠出機(jī) 料筒溫度(℃)140、200、200、200、200、200、200、200 500RPM 50lb/hr 用在一半距離處用進(jìn)入主料筒的側(cè)臂擠出機(jī)送入滑石 在真空爐中將TPO預(yù)先干燥 在20英寸Hg下真空脫揮發(fā) 用于添加劑B的雙螺桿擠出機(jī)條件-第二次通過擠出機(jī) 料筒溫度(℃)140、210、180、170、170、170、170、170 200RPM 30lb/hr 用側(cè)臂擠出機(jī)送入添加劑B 在20英寸Hg下真空脫揮發(fā) 在切割線料之前在3輥組套上冷卻線料 如上述那樣將每一樣品(3和4)注塑成薄板(4英寸×6英寸×1/16英寸)，然后如上所述通過圓錐量熱法分析。結(jié)果在下面示于表11中?；诒绢I(lǐng)域已知的模塑技術(shù)，樣品3的撓曲，1％正割模量應(yīng)為約396kpsi?；诒绢I(lǐng)域已知的模塑技術(shù)，樣品4的撓曲，1％正割模量應(yīng)為約292kpsi。
表11圓錐結(jié)果 在帶有CAM式樣的刀片的熱的實(shí)驗(yàn)室混合機(jī)RHEOMIX 3000中制備另一種配制物(樣品5)。該配制物示于表12中。此混合機(jī)與通過PC-基/數(shù)據(jù)采集軟件(SYSTEM 5)控制的RS500扭矩流變儀驅(qū)動裝置相連。設(shè)計(jì)該軟件來操作RS 5000驅(qū)動。將混合機(jī)溫度設(shè)置在170℃，并且當(dāng)加入配制物組分時將RPM降至10，當(dāng)混合組分時降至55。
將聚合物組分加入在10RPM下旋轉(zhuǎn)的熱的混合物中。將速度增至55RPM以獲得良好的聚合物通量。間隔加入添加劑，并關(guān)閉柱塞(ram)以混合，繼續(xù)混合，直到最終組合物充分混合?？偟幕旌蠒r間為15分鐘。將組合物取出并且在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的造粒機(jī)中?；?br> 如上述那樣將樣品5注塑成薄板(4英寸×6英寸×1/16英寸)，并且然后如上所述通過圓錐量熱法分析。結(jié)果在下面示于表12中。基于本領(lǐng)域已知的模塑技術(shù)，樣品5的撓曲，1％正割模量應(yīng)為約396kpsi。
表12 在“不含添加劑”的組合物中，與用于TPO配制物的常規(guī)聚合物相比，高結(jié)晶全同立構(gòu)聚丙烯均聚物和高分子量支化的彈性體表現(xiàn)出改進(jìn)的圓錐熱量計(jì)結(jié)果。另外，高度增強(qiáng)的填料例如滑石引入這些聚合物(高度結(jié)晶的PP等)提供了圓錐量熱法性能的顯著提高。因此，在實(shí)驗(yàn)室混合機(jī)上制備引入滑石的組合物，從而降低為實(shí)現(xiàn)低峰值放熱速率而對添加劑的需求。使用高速雙螺桿擠出機(jī)的大規(guī)模制備得到在10％滑石下非常一致的低圓錐熱量計(jì)結(jié)果。在10％滑石含量下，與獲得相同熱量計(jì)結(jié)果的純配制物(沒有滑石)所需要的膨脹物相比，總的膨脹物數(shù)量降低10％。
盡管通過前面的具體實(shí)施方式
已經(jīng)在一些細(xì)節(jié)中詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但此細(xì)節(jié)主要用于解釋的目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以作出許多改變和改進(jìn)，只要不偏離所附權(quán)利要求中描述的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種聚烯烴組合物，其包含
A)結(jié)晶全同立構(gòu)丙烯均聚物，其具有大于1930MPa的撓曲模量和大于100℃的HDT；
B)乙烯/α-烯烴互聚物，其具有小于-30℃的Tg、在190℃在0.1弧度/s下測量的小于2的正切差值、大于或等于通過差示掃描量熱法測量的乙烯/α-烯烴互聚物的峰值熔融溫度的HDT，和
C)片狀填料，以及
D)氮源和磷源，其中至少一種源衍生自至少一種有機(jī)化合物或其鹽，并且
其中均聚物∶互聚物(A∶B)的重量比為9∶1-6∶4。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中該組合物具有大于約100℃的熱撓曲溫度(HDT)和大于約1930MPa的撓曲模量。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中氮源衍生自三聚氰胺、異氰脲酸、異氰酸酯或三嗪。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中氮源衍生自至少一種選自以下的有機(jī)化合物三聚氰胺、三聚氰胺氰脲酸酯、硼酸三聚氰胺、磷酸三聚氰胺、多磷酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、乙二胺和三(羥乙基)異氰脲酸酯。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中磷源衍生自至少一種選自以下的化合物磷酸鹽或酯化合物、亞膦酸鹽或酯化合物、膦酸鹽或酯化合物、多磷酸鹽或酯化合物和氧化膦。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中氮源和/或磷源衍生自磷酸的胺鹽、多磷酸的胺鹽、磷酸的銨鹽或多磷酸的銨鹽。
7.權(quán)利要求1的組合物，其中磷源衍生自至少一種選自以下的化合物多磷酸銨、二苯基磷酸雙酚A、磷酸三聚氰胺、多磷酸三聚氰胺和焦磷酸三聚氰胺。
8.權(quán)利要求1的組合物，其中氮源和磷酸鹽源兩者衍生自至少一種選自以下的化合物多磷酸銨、磷酸三聚氰胺、多磷酸三聚氰胺、磷酸乙二胺和焦磷酸三聚氰胺。
9.權(quán)利要求1的組合物，其中基于組合物的總重量，氮源以少于7.5wt％氮的量存在。
10.權(quán)利要求1的組合物，其中基于組合物的總重量，磷源以少于3.8wt％磷的量存在。
11.權(quán)利要求1的組合物，其中基于組合物的總重量，氮源以少于7.5wt％氮的量存在，和其中基于組合物的總重量，磷源以少于3.8wt％磷的量存在。
12.權(quán)利要求1的組合物，其進(jìn)一步包含至少一種含羥基的化合物。
13.權(quán)利要求12的組合物，其中含羥基的化合物選自季戊四醇、二季戊四醇和三(羥乙基)異氰酸酯。
14.權(quán)利要求1的組合物，其進(jìn)一步包含流變控制添加劑、硬脂酸和/或硅烷。
15.權(quán)利要求1的組合物，其中通過二甲苯溶解度測量，該丙烯均聚物具有大于98％的全同立構(gòu)指數(shù)。
16.權(quán)利要求1的組合物，其中該丙烯均聚物具有大于2070MPa的撓曲模量和大于110℃的HDT。
17.權(quán)利要求1的組合物，其中該丙烯均聚物具有大于2210MPa的撓曲模量和大于120℃的HDT。
18.權(quán)利要求1的組合物，其中乙烯/α-烯烴互聚物的α-烯烴是C3-C20α-烯烴。
19.權(quán)利要求1的組合物，其中乙烯/α-烯烴互聚物的α-烯烴選自丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯。
20.權(quán)利要求17的組合物，其中乙烯/α-烯烴互聚物具有小于-40℃的Tg。
21.權(quán)利要求20的組合物，其中乙烯/α-烯烴互聚物的HDT與熔點(diǎn)Tm之間的差值為至少4。
22.權(quán)利要求1的組合物，其中乙烯/α-烯烴互聚物的在190℃和0.10弧度/秒下測量的正切差值為2或更小。
23.權(quán)利要求1的組合物，其中該組合物包含足夠量的填料，使得該組合物具有3或更大的撓曲模量效率因子和1.5或更大的HDT效率因子。
24.權(quán)利要求1的組合物，其中基于組合物的總重量，填料以大于20wt％的量存在。
25.權(quán)利要求1的組合物，其中填料是片狀滑石。
26.權(quán)利要求25的組合物，基于組合物的總重量，其包含30wt％的滑石。
27.權(quán)利要求1的組合物，其進(jìn)一步包含至少一種選自顏料、耐刮擦和劃痕添加劑及其組合的添加劑。
28.權(quán)利要求1的組合物，其中基于“丙烯均聚物、乙烯/α-烯烴互聚物和填料的總重量”的填料的重量百分比大于基于“丙烯均聚物和乙烯/α-烯烴互聚物的總重量”的乙烯/α-烯烴互聚物的重量百分比。
29.權(quán)利要求1的組合物，其進(jìn)一步包含一種或多種其他不同的乙烯/α-烯烴互聚物。
30.權(quán)利要求29的組合物，其中基于“丙烯均聚物、乙烯/α-烯烴互聚物、一種或多種其他不同的乙烯/α-烯烴互聚物和填料的總重量”的填料的重量百分比大于基于“丙烯均聚物、乙烯/α-烯烴互聚物和一種或多種其他不同的乙烯/α-烯烴互聚物的總重量”的乙烯/α-烯烴互聚物和一種或多種其他不同的乙烯/α-烯烴互聚物的重量百分比。
31.一種包含至少一個由權(quán)利要求1-30任一項(xiàng)的組合物形成的組件的制品。
32.一種包含至少一個由權(quán)利要求1-30任一項(xiàng)的組合物形成的組件的模制品，并且其中該制品選自計(jì)算機(jī)部件、建筑或施工材料、家用器具、容器、一件家具、鞋類部件和玩具。
33.權(quán)利要求32的模制品，其中該制品是計(jì)算機(jī)部件。
34.權(quán)利要求32的模制品，其中該制品是建筑或施工材料。
35.權(quán)利要求32的模制品，其中該組合物進(jìn)一步包含至少一種選自顏料、耐刮擦和劃痕添加劑及其組合的添加劑。
36.一種制備權(quán)利要求1的組合物的方法，所述方法包括在單獨(dú)的反應(yīng)器中將聚丙烯均聚物和乙烯/α-烯烴互聚物聚合，并且隨后將聚丙烯均聚物和乙烯/α-烯烴互聚物與片狀填料、氮源和磷酸鹽源一起混合。
37.一種組合物，其包含
A)結(jié)晶全同立構(gòu)丙烯均聚物，其具有大于1930MPa的撓曲模量和大于約100℃的HDT；
B)乙烯/α-烯烴互聚物，其具有小于約-30℃的Tg、在190℃在0.1弧度/s下測量的小于3的正切差值，和
C)片狀填料，以及
D)氮源和磷源和羥基源，并且其中至少一種源衍生自至少一種有機(jī)化合物或其鹽，并且
其中均聚物∶互聚物(A∶B)的重量比為9∶1-6∶4。
38.權(quán)利要求37的組合物，其中該組合物具有小于300kW/m2，優(yōu)選小于250kW/m2的圓錐熱量計(jì)峰值放熱速率。
39.權(quán)利要求37或權(quán)利要求38的組合物，其中氮源衍生自三聚氰胺、異氰脲酸、異氰酸酯或三嗪。
40.權(quán)利要求37或權(quán)利要求38的組合物，其中氮源衍生自至少一種選自以下的有機(jī)化合物三聚氰胺、三聚氰胺氰脲酸酯、硼酸三聚氰胺、磷酸三聚氰胺、多磷酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺和三(羥乙基)異氰脲酸酯。
41.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的組合物，其中磷源衍生自至少一種選自以下的化合物磷酸鹽或酯化合物、亞膦酸鹽或酯化合物、膦酸鹽或酯化合物、多磷酸鹽或酯化合物和氧化膦。
42.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的組合物，其中氮源和/或磷源衍生自磷酸的胺鹽、多磷酸的胺鹽、磷酸的銨鹽或多磷酸的銨鹽。
43.權(quán)利要求37或權(quán)利要求38的組合物，其中磷源衍生自至少一種選自以下的化合物多磷酸銨、二苯基磷酸雙酚A、磷酸三聚氰胺、多磷酸三聚氰胺和焦磷酸三聚氰胺。
44.權(quán)利要求37或權(quán)利要求38的組合物，其中氮源和磷酸鹽源兩者衍生自至少一種選自以下的化合物多磷酸銨、磷酸三聚氰胺、多磷酸三聚氰胺、磷酸乙二胺和焦磷酸三聚氰胺。
45.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的組合物，其中基于組合物的總重量，氮源以少于7.5wt％氮的量存在。
46.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的組合物，其中基于組合物的總重量，磷源以少于3.8wt％磷的量存在。
47.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的組合物，其中基于組合物的總重量，氮源以少于7.5wt％氮的量存在，和其中基于組合物的總重量，磷源以少于3.8wt％磷的量存在。
48.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的組合物，其中含羥基的添加劑選自季戊四醇、二季戊四醇、山梨醇或其組合。
49.權(quán)利要求37-47任一項(xiàng)的組合物，其中含羥基的添加劑是異氰脲酸三羥乙酯(THEIC)。
50.權(quán)利要求37-47任一項(xiàng)的組合物，其中含羥基的化合物選自季戊四醇、二季戊四醇和三(羥乙基)異氰酸酯。
51.權(quán)利要求37-50任一項(xiàng)的組合物，其中氮源、磷源和羥基源處于預(yù)先配制的添加劑中。
52.權(quán)利要求37-51任一項(xiàng)的組合物，其進(jìn)一步包含流變控制添加劑、硬脂酸和/或硅烷。
53.權(quán)利要求37-52任一項(xiàng)的組合物，其中通過二甲苯溶解度測量，該丙烯均聚物具有大于98％的全同立構(gòu)指數(shù)。
54.權(quán)利要求37的組合物，其中該丙烯均聚物具有大于2070MPa的撓曲模量和大于110℃的HDT。
55.權(quán)利要求37的組合物，其中該丙烯均聚物具有大于2210MPa的撓曲模量和大于120℃的HDT。
56.權(quán)利要求37的組合物，其中乙烯/α-烯烴互聚物的α-烯烴是C3-C20α-烯烴。
57.權(quán)利要求56的組合物，其中乙烯/α-烯烴互聚物的α-烯烴選自丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯。
58.權(quán)利要求37的組合物，其中乙烯/α-烯烴互聚物具有小于-40℃的Tg。
59.權(quán)利要求37-58任一項(xiàng)的組合物，其中基于組合物的總重量，填料以大于或等于10wt％的量存在。
60.權(quán)利要求59的組合物，其中填料是片狀滑石。
61.權(quán)利要求37-60任一項(xiàng)的組合物，其進(jìn)一步包含至少一種選自顏料、耐刮擦和劃痕添加劑及其組合的添加劑。
62.權(quán)利要求37、38、54-58任一項(xiàng)的組合物，其進(jìn)一步包含三(羥乙基)異氰脲酸酯、多磷酸銨和多磷酸三聚氰胺。
63.一種包含至少一個由權(quán)利要求37-62的組合物形成的組件的制品。
64.一種包含至少一個由權(quán)利要求37-62的組合物形成的組件的模制品，并且其中該制品選自計(jì)算機(jī)部件、建筑或施工材料、家用器具、容器、一件家具、鞋類部件和玩具。
65.權(quán)利要求63的模制品，其中該制品是計(jì)算機(jī)部件。
66.權(quán)利要求65的模制品，其中該制品是建筑或施工材料。
67.權(quán)利要求64的模制品，其中該組合物進(jìn)一步包含至少一種選自顏料、耐刮擦和劃痕添加劑及其組合的添加劑。
68.一種制備權(quán)利要求37-62的組合物的方法，所述方法包括在雙螺桿擠出機(jī)中將組分混合。
69.權(quán)利要求68的方法，其中使用第一側(cè)臂擠出機(jī)將組分D加入擠出機(jī)中。
70.權(quán)利要求68或權(quán)利要求69的方法，其中使用第二側(cè)臂擠出機(jī)將組分C加入擠出機(jī)中。
71.權(quán)利要求68-70任一項(xiàng)的方法，其中組分C是滑石。
72.一種組合物，其包含以下組分
A)結(jié)晶全同立構(gòu)丙烯均聚物，其具有大于約1930MPa的撓曲模量和大于約100℃的HDT；
B)乙烯/α-烯烴互聚物，其具有小于約-30℃的Tg、在190℃在0.1弧度/s下測量的小于3的正切差值，和
C)氮源和磷源和羥基源，并且其中至少一種源衍生自至少一種有機(jī)化合物或其鹽，并且
其中均聚物∶互聚物(A∶B)的重量比為9∶1-6∶4。
73.權(quán)利要求71的組合物，其中該組合物具有小于300kW/m2，優(yōu)選小于250kW/m2的圓錐熱量計(jì)峰值放熱速率。
74.權(quán)利要求72或73的組合物，其進(jìn)一步包含三(羥乙基)異氰脲酸酯、多磷酸銨和多磷酸三聚氰胺。
75.一種包含至少一個由權(quán)利要求72-74任一項(xiàng)的組合物形成的組件的制品。
全文摘要
組合物，其包含A)具有大于1930MPa的撓曲模量和大于100℃的HDT的結(jié)晶全同立構(gòu)丙烯均聚物；B)乙烯/α-烯烴互聚物，其具有小于-30℃的Tg、在190℃在0.1弧度/s下測量的小于2的正切差值、大于或等于通過差示掃描量熱法測量的乙烯/α-烯烴互聚物的峰值熔融溫度的HDT，和C)片狀填料，以及D)氮源和磷源，其中至少一種源衍生自至少一種有機(jī)化合物或其鹽，并且其中均聚物互聚物(A∶B)的重量比為9∶1-6∶4。本發(fā)明提供了其他的組合物、由這些組合物形成的制品和制備這些組合物的方法。
文檔編號C08L23/12GK101611088SQ200780051479
公開日2009年12月23日 申請日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月21日
發(fā)明者亨利·赫克, 安特納·沃卡 申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)公司