Полимерная композиция и выполненное из нее формованное изделие
Описывается полимерная композиция, содержащая от 99,5 до 95 мас.% полиолефиновой композиции, содержащей от 95 до 75 мас.% линейного полиэтилена низкой плотности, содержащего до 20 мас.% С4-С8 -олефина и имеющего плотность приблизительно от 0,88 до 0,945 г/см3 и индекс расплава от 0,1 до 10 г/мин, от 5 до 25 мас.% сополимера пропилена с этиленом или С4-С8
-олефином, содержащего от 69 до 95% пропилена, или сополимера пропилена с этиленом и С4-С8
-олефина и не растворимого в ксилоле более чем на 70%, где вышеуказанная полиолефиновая композиция имеет индекс расплава от 0,1 до 5,0 г/мин и плотность от 0,900 до 0,925 г/см3, и от 0,5 до 5 мас.% полиэтилена низкой плотности. Описывается также формованное изделие, выполненное из вышеуказанной композиции. Технический результат - получение композиции с улучшенными характеристиками и обладающей улучшенной технологичностью и термостабильностью при сварке. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 5 табл.
Изобретение относится к полимерной композиции на основе линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПЭНП). В частности, настоящее изобретение относится к полимерной композиции, содержащей линейный полиэтилен низкой плотности и сополимер пропилена с этиленом и/или C4-C8- - олефином.

















Отношение F/E - Отношение индекса расплава E к индексу расплава F
Мутность, % - ASTM D 1003
Определение прочности пленки падающим заостренным грузом - ASTM D 1709
Температура плавления - ASTM D 3418-82
Блеск, % - ASTM D 2457
Прочность на раздир по Элмендорфу - ASTM D 1922
(НМ) по направлению машины
(ПН) в поперечном направлении
Полимерная Композиция - Содержание различных мономеров в мас.% определяется с помощью ИК-спектроскопии. Количество не растворимых в ксилоле компонентов определяют по следующей методике:
2 г Полимера при перемешивании растворяют в 250 см3 ксилола при 135oC. Через 20 мин раствор при перемешивании охлаждают до температуры 25oC. Через 30 мин нерастворимый полимер выпадает в осадок и его отфильтровывают. Растворитель удаляют из раствора при упаривании в токе азота, и остаток сушат в вакууме при 80oC до достижения постоянного веса. Рассчитывают процентное содержание полимера, растворимого в ксилоле при 25oC, а затем процентное содержание нерастворимого полимера. Твердый каталитический компонент
A) Получение аддукта MgCl2/спирт
Твердый каталитический компонент, который используется в примерах, описанных ниже, получают следующим образом:
В реактор, снабженный мешалкой и заполненный инертным газом, вводят 28,4 г MgCl2, 49,5 г безводного этанола, 10 мл вазелинового масла ROL OB/30 и 100 мл силиконового масла с вязкостью 350 сПз. Полученную смесь нагревают до 120oC и перемешивают до растворения MgCl2. Горячую реакционную массу переносят в сосуд на 1500 мл, снабженный мешалкой Ultra Turrax T-45 N и содержащий 150 мл вазелинового масла и 150 мл силиконового масла. Температуру поддерживают 120oC при перемешивании в течение приблизительно 3 мин при скорости перемешивания 3000 об/мин. Смесь затем выгружают в сосуд на 2 л, снабженный мешалкой и содержащий 1000 мл безводного н-гептана, охлажденного до 0oC. Смесь перемешивают приблизительно 20 мин, поддерживая температуру 0oC. Полученные частицы отфильтровывают, промывают 500 мл н-гексана и постепенно нагревают, повышая температуру от 50 до 100oC, в течение времени, которого достаточно для уменьшения содержания спирта. B) Получение твердого катализатора
Магниево-спиртовый аддукт, описанный выше, переносят в реактор, снабженный мешалкой и содержащий 625 мл TiCl4, который охлаждают до 0oC и перемешивают. Реактор затем нагревают до 100oC и выдерживают в течение 1 часа. Когда температура достигает 40oC, добавляют диизобутилфталат в таком количестве, чтобы мольное соотношение Mg/фталат составляло 8. Содержимое реактора затем нагревают до 100oC в течение 2 ч, при этом твердый компонент отделялся седиментацией. Горячую жидкость отделяют с помощью сифона, добавляют 500 мл TiCl4, и смесь выдерживают при 120oC и при перемешивании в течение часа. Затем перемешивание прекращают и твердый компонент отделяют седиментацией. Горячую жидкость отделяют с помощью сифона. Твердый компонент промывают порциями н-гексана при 60oC, а затем при комнатной температуре. Общая рабочая методика
Опыты по полимеризации проводят путем подачи твердого каталитического компонента, полученного в соответствии с описанной выше методикой, в реактор предварительного контактирования. В тот же реактор подают триэтилалюминий (ТЭАл) и циклогексилметилдиметоксисилановый донор электронов, в таком количестве, чтобы весовое соотношение между ТЭАл и твердым компонентом составляло 4,95, а весовое соотношение между ТЭАл и донором электронов составляло 5. Пропан подается в реактор предконтактирования в качестве инертного агента. Время пребывания в реакционной зоне составляет приблизительно 10,5 минут. Продукт, выгружаемый из этого реактора, подается в реактор предполимеризации. Время пребывания в последнем реакторе составляет приблизительно 30 мин, а температура поддерживается около 22oC. Предполимер затем переносят в первый газофазный реактор. В этот реактор подаются реакционные мономеры, пропилен, этилен и бутан, водород и пропан. Полученный терполимер из реактора переносят в систему разделения газ-твердое вещество, в которой удаляются непрореагировавшие мономеры, а затем подают во второй газофазный реактор, в котором добавляют этиленовый и бутановый мономеры, водород и пропан. Рабочие условия в газофазных реакторах представлены в Таблице 1. Пример 4
Полимерная композиция в соответствии с изобретением готовится путем механического смешения (A) 97% полиолефиновой композиции Примера 1, описанного выше в таблице 1, содержащей вспомогательную загрузку, состоящую из 346 частей на миллион стабилизатора Iroganox 1076 - октадецил-3-(3',5'-ди-трет.-бутил-4'-гидроксифенил)пропионата, 627 частей на миллион стабилизатора Sandostab PEP-Q, главным компонентом которого является тетракис-(2,4-ди-трет. -бутил-фенил)-4,4-бифенилендифосфинат, а также 1160 частей на миллион стеарата кальция, и (B) 3% полиэтилена низкой плотности 1 PE 5011 с индексом расплава 2 г/10 мин и с плотностью 0,919 г/см3, который выпускает фирма Qow Chemical Company. Описанную выше смесь экстрагируют на экструдере с проточной подачей через кольцевую головку и раздувают в пленку необходимым количеством воздуха, получают пленку толщиной 1 мил (25,4 мкм). При этом используют следующее оборудование и условия процесса:
Шнек: соотношение сжатия = 1:1, тип полиолефинового барьера, отношение I/D = 24:1. Степень раздува 2,5 :1, зазор головки: 80 мил (1969 мкм). Профиль цилиндра экструдера: от 415o до 395 oF изменяется от зоны 1 к зоне 14 (от 213 - 202oC)
Температура плавления: 412oF (211oC)
Температура мундштука и головки: 410oF - 415oF (210-213oC)
Диаметр головки: 9,5 дюйма (24,13 см)
Производительность: 220 фунтов/ч (99,8 кг/ч)
Пример 5
Композицию и пленку, полученную раздувом настоящего изобретения, готовят в соответствии с методикой Примера 4, за исключением того, что используют 97% полиолефиновой композиции (A) Примера 2, представленного выше в Таблице 1, которая содержит дополнительную загрузку, состоящую из 325 частей на миллион стабилизатора Irganox 1076 - октадецил-3-(3',5'-ди-трет.-бутил-4'-гидроксифенил)пропионат, 429 частей на миллион стабилизатора Sandostab PEP-Q, основным компонентом которого является тетракис-(2,4-ди-трет.-бутилфенил)-4-бифенилендифосфинат и 1586 частей на миллион стеарата кальция. Свойства полученной пленки представлены ниже в Таблице 2. Контрольный пример 1
Пленку получают раздувом в соответствии со способом и с использованием ингредиентов Примера 4, за исключением того, что в качестве композиции (A) используют 100%-ный полиолефин. Свойства получаемой пленки приводятся ниже в таблице 2. Контрольный пример 2. Пленку получают раздувом в соответствии со способом и с использованием ингредиентов примера 5, за исключением того, что в качестве композиции (A) используют 100%-ный полиолефин. Свойства получаемой пленки приводятся ниже в таблице 2. Данные таблицы 2 показывают резкое улучшение в проценте мутности в Примерах 4 и 5 настоящего изобретения за счет смешения только 3% ПЭНП с полиолефиновой композицией по сравнению с одной полиолефиновой композицией, использовавшейся в контрольных примерах 1 и 2, которые не содержат ПЭНП. Пример 6
Композицию и пленку настоящего изобретения получают в соответствии со способом и с применением ингредиентов Примера 5, за исключением того, что используется 0,5% полиэтилена низкой плотности Quantum 940 (B), имеющего индекс расплава 0,22 г/10 мин и плотность 0,919 г/см3. Свойства получаемой пленки приводятся ниже в таблице 3. Пример 7
Композицию и пленку настоящего изобретения получают в соответствии со способом и с применением ингредиентов Примера 5, за исключением того, что используется 0,5% полиэтилена низкой плотности (B), имеющего индекс расплава 8 г/10 мин и плотность 0,918 г/см3. Свойства получаемой пленки приводятся ниже в таблице 3. Пример 8
Композицию и пленку настоящего изобретения получают в соответствии со способом и с использованием ингредиентов Примера 5, за исключением того, что применяется 1,0% полиэтилена низкой плотности IDPE 5011, имеющего индекс расплава 2 г/10 мин и плотность 0,919 г/см3
Свойства получаемой пленки приводятся ниже в таблице 3. Пример 9
Композицию и пленку настоящего изобретения получают в соответствии со способом и с использованием ингредиентов Примера 4, за исключением того, что применяется 3% полиэтилена низкой плотности Quantum 940, имеющего индекс расплава 0,22 г/10 мин и плотность 0,919 г/см3. Свойства получаемой пленки приводятся ниже в таблице 3. Пример 10
Композицию и пленку настоящего изобретения получают в соответствии со способом и с использованием ингредиентов Примера 5, за исключением того, что применяется 3% полиэтилена низкой плотности, имеющего индекс расплава 8 г/10 мин и плотность 0,918 г/см3. Свойства получаемой пленки приводятся ниже в таблице 3. Пример 11
Композицию и пленку настоящего изобретения получают в соответствии со способом и с использованием ингредиентов Примера 5, за исключением того, что применяется 5% полиэтилена низкой плотности ПЭНП 5011, имеющего индекс расплава 2 г/10 мин и плотность 0,919 г/см3. Свойства получаемой пленки приводятся ниже в таблице 3. Данные таблицы 3 показывают значительное улучшение % мутности в Примерах 6-11 настоящего изобретения, в которых используется различное количество полиэтилена низкой плотности. В таблице 4 ниже приведено сравнение оптических и физических свойств пленок, полученных в Примере 4 и Примере 5 настоящего изобретения, обычного линейного полиэтилена низкой плотности, а также механических смесей обычного линейного полиэтилена низкой плотности с полиэтиленом низкой плотности. Контрольный пример 3 - Линейный полиэтилен низкой плотности Exxon 1001.52, содержащий в качестве сомономера бутен и имеющий индекс расплава 1 г/10 мин и плотность 0,918 г/см3. Контрольный пример 4 - Линейный полиэтилен низкой плотности Exxon 1001.52, содержащий в качестве сомономера бутен и имеющий индекс расплава 1 г/10 мин и плотность 0,918 г/см3, механически смешанный с 10% полиэтилена низкой плотности ПЭНП 5011, имеющий индекс расплава 2 г/10 мин и плотность 0,919 г/см3. Контрольный пример 5 - Линейный полиэтилен низкой плотности Exxon 1001,52, содержащий в качестве сомономера бутен и имеющий индекс расплава 1 г/10 мин и плотность 0,918 г/см3, механически смешанный с 20% полиэтилена низкой плотности LDPE 5011, имеющий индекс расплава 2 г/10 мин и плотность 0,919 г/см3. Контрольный пример 6 - Линейный полиэтилен низкой плотности UCC 7028, содержащий в качестве сомономера гексен, имеющий индекс расплава 1 г/10 мин и плотность 0,918 г/см3. Контрольный пример 7 - Линейный полиэтилен низкой плотности UCC 7028, содержащий в качестве сомономера бутен и имеющий индекс расплава 1 г/10 мин и плотность 0,918 г/см3, механически смешанный с 10% полиэтилена низкой плотности ПЭНП 5011, имеющий индекс расплава 2 г/10 мин и плотность 0,919 г/см3. Контрольный пример 8 - Линейный полиэтилен низкой плотности UCC 7028, содержащий в качестве сомономера бутен и имеющий индекс расплава 1 г/10 мин и плотность 0,918 г/см3, механически смешанный с 20% полиэтилена низкой плотности ПЭНП 5011, имеющий индекс расплава 2 г/10 мин и плотность 0,919 г/см3. Контрольный пример 9 - Линейный полиэтилен низкой плотности Dowlex 2045.11, содержащий в качестве сомономера октен, имеющий индекс расплава 1 г/10 мин и плотность 0,920 г/см3. Как видно из данных таблицы 4, пленки, полученные в Примерах 4 и 5 настоящего изобретения, однозначно показывают существенное уменьшение мутности по сравнению с пленками, полученными в контрольных примерах 3, 6 и 9, которые содержат только обычный линейный полиэтилен низкой плотности. Даже если обычный линейный полиэтилен смешивают с полиэтиленом низкой плотности, как это сделано в контрольных примерах 4, 5, 7, 8, то по меньшей мере двойное количество полиэтилена низкой плотности, использовавшегося в композициях настоящего изобретения, необходимо только для того, чтобы получить уменьшение мутности. Даже после этого уменьшение мутности не составляет даже половины от уменьшения мутности, достигаемого с композициями настоящего изобретения. Также композиции настоящего изобретения обладают более высоким блеском и ударопрочностью, чем обычный линейный полиэтилен и их смеси с полиэтиленом низкой плотности. Пример 12. Полимерная композиция в соответствии с настоящим изобретением готовится путем механического смешения (A) 97% полиолефиновой композиции Примера 3, представленного выше в Таблице 1, с (B) 1% полиэтилена низкой плотности Shell 33, имеющего индекс расплава 0,3 г/10 мин и плотность 0,919 г/см3, который выпускается фирмой Shell Chemical Company. Свойства полученной пленки представлены ниже в Таблице 5. Пример 13
Полимерная композиция в соответствии с настоящим изобретением готовится путем механического смешения (A) 97% полиолефиновой композиции Примера 3, представленного выше в Таблице 1, с (B) 2,5% полиэтилена низкой плотности 33, имеющего индекс расплава 0,3 г /10 мин и плотность 0,919 г/см3, который выпускается фирмой Shell Chemical Company. Свойства полученной пленки представлены ниже в Таблице 5. Пример 14
Полимерная композиция в соответствии с настоящим изобретением готовится путем механического смешения (A) 97% полиолефиновой композиции Примера 3, представленного выше в Таблице 1, с (B) 1% полиэтилена низкой плотности ENI Riblene GM 30, имеющего индекс расплава 3,7 г/10 мин и плотность 0,919 г/см3. Свойства полученной пленки представлены ниже в Таблице 5. Пример 15
Полимерная композиция в соответствии с настоящим изобретением готовится путем механического смешения (A) 97% полиолефиновой композиции Примера 3, представленного выше в Таблице 1, с (B) 2,5% полиэтилена низкой плотности ENI Riblene GM 30, имеющего индекс расплава 3,7 г/10 мин и плотность 0,919 г/см3. Свойства полученной пленки представлены ниже в Таблице 5. Пример 16. Полимерная композиция в соответствии с настоящим изобретением готовится путем механического смешения (A) 97% полиолефиновой композиции Примера 3, представленного выше в Таблице 1, с (B) 1% полиэтилена низкой плотности ENI Riblene MR 10, имеющего индекс расплава 20 г/10 мин и плотность 0,914 г/см3. Свойства полученной пленки представлены ниже в Таблице 5. Пример 17
Полимерная композиция в соответствии с настоящим изобретением готовится путем механического смешения (A) 97% полиолефиновой композиции Примера 3, представленного выше в Таблице 1, с (B) 2,5% полиэтилена низкой плотности ENI Riblene MR 10, имеющего индекс расплава 20 г/10 мин и плотность 0,914 г/см3. Свойства полученной пленки представлены ниже в Таблице 5. Контрольный пример 10
Пленку готовят раздувом с использованием только композиции Примера 3. Значительное улучшение по таким показателям, как процент мутности и процент блеска, наблюдается при использовании композиций настоящего изобретения в сравнении с полиолефиновой композицией, не смешанной с полиэтиленом низкой плотности, при сохранении прочности на раздир. Другие признаки, преимущества и выполнение настоящего изобретения понятны для квалифицированного в данной области специалиста после ознакомления с представленным выше описанием. В связи с этим, хотя конкретное выполнение изобретения описано очень подробно, могут быть произведены изменения и модификации без отступления от сути и объема описанного и заявленного изобретения.
Формула изобретения











РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2