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增强聚丙烯组合物制造技术

技术编号:41386334 阅读:3 留言:0更新日期:2024-05-20 19:07
一种具有低密度和改善的机械特性的聚烯烃组合物(I),聚烯烃组合物(I)包括:(A)15至80重量%的多相聚合物组合物,该多相聚合物组合物包括:(a)50至80重量%的丙烯聚合物,和(b)20至50重量%的乙烯和至少一种α‑烯烃的共聚物;(B)20至85重量%的聚乙烯组合物,该聚乙烯组合物包括:(i)25至85重量%的聚乙烯组分,该聚乙烯组分具有通过凝胶渗透色谱法测量的等于或高于1,000,000g/mol的重均分子量Mw(i);(ii)10至65重量%的聚乙烯组分,该聚乙烯组分具有通过凝胶渗透色谱法测量的等于或低于5,000g/mol的重均分子量Mw(ii),其中该聚乙烯组合物(B)包括至少70重量%的(i)+(ii),并且(i)和(ii)的量按聚乙烯组合物(B)的总重量计,该总重量为100%,并且其中组分(A)和(B)的量按(A)+(B)的总重量计。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开涉及一种聚烯烃组合物和由其获得的注塑或3d打印制品。


技术介绍

1、为了与其他工程材料竞争,聚烯烃通常用无机填料诸如玻璃纤维或矿物增强。

2、填充的聚烯烃具有几种有利的特性,例如,高强度和刚度,并且广泛用于许多工业领域,例如在汽车领域中用于内部和外部零件的注塑。

3、即使无机填料的存在改善了聚烯烃的机械特性,但它也对填充材料的环境可持续性具有负面影响。

4、机械回收的玻璃纤维填充的聚烯烃的机械特性随时间劣化,因为在每个回收步骤中纤维都会被损坏和切碎。因此,无机填充的塑料材料的寿命周期比未填充的材料短,并且它们迅速地转变成一次性废物。

5、当化学回收时,无机填料必须与聚烯烃基质分离,从而增加工艺复杂性并降低可持续性。

6、此外,填充有常规无机填料的塑料具有高密度。塑料材料越重,运输材料时的车辆质量越高。这导致燃烧发动机车辆的燃料消耗更高或电动车辆的行驶里程减小,从而增加填充材料的物流的环境影响。

7、已经开发了自增强聚烯烃溶液以提供不含无机增强剂的增强聚烯烃。

8、timo hees等人在《聚合物(polymer)》,第151卷,2018年8月29日,第47至55页中公开了通过将常规hdpe与uhmwpe(超高分子量聚乙烯)和hdpe蜡的双峰反应器共混物配混获得的全pe自增强复合材料。所得三峰自增强聚乙烯具有改善的机械性能。

9、然而,过去用uhmwpe增强聚丙烯的尝试要么由于uhmwpe与聚丙烯的差混溶性而实现的结果较差,要么可能使用非常规且耗能的工艺。

10、x.wang等人,《聚合物科学杂志(journal of polymer science)》,第100卷,3495至3509(2006),当聚烯烃在共转四螺杆挤出机中进行熔融共混时,最终在epdm的存在下,用uhmwpe增强丙烯均聚物实现了令人满意的结果。使用常规双螺杆挤出机获得的结果较差。

11、t.hees等人,《acs应用聚合物材料(acs applied polymer materials)》,2021,3,3455至3464,在用低量的uhmwpe和pe蜡的反应器共混物增强ipp中获得的结果较差。

12、专利申请us2014/0066574a1教导了通过将60至85重量%的高度可流动的热塑性树脂拉挤到15至40重量%的uhmwpe纤维中来获得增强注塑制品。

13、在上下文中,仍然需要增强聚烯烃,该增强聚烯烃相对于相同的未增强聚烯烃具有改进的机械特性,特别是相对于无机填充的聚烯烃同时增加的拉伸强度和抗冲击性、低密度和改进的可回收性。


技术实现思路

1、本公开提供了一种聚烯烃组合物(i),该组合物包括:

2、(a)15至80重量%的多相聚合物组合物,该多相聚合物组合物包括:

3、(a)50至80重量%的至少一种丙烯聚合物,该至少一种丙烯聚合物选自由以下组成的组:丙烯均聚物、丙烯与乙烯和/或至少一种式ch2=chr1的α-烯烃的共聚物及其混合物,其中r1为直链或支链c2至c8烷基,该共聚物包括按(a)的重量计至多并且包括10.0重量%,优选从0.05至8.0重量%的衍生自乙烯和/或α-烯烃的单元;

4、(b)20至50重量%的乙烯和至少一种式ch2=chr1的α-烯烃的至少一种共聚物,其中r1为直链或支链c2至c8烷基,该共聚物包括按(b)的重量计从10至40重量%,优选从20至35重量%的衍生自α-烯烃的单元,

5、其中组分(a)和(b)的量按(a)+(b)的总重量计;

6、(b)20至85重量%的聚乙烯组合物,该聚乙烯组合物包括:

7、(i)25至85重量%的聚乙烯组分,该聚乙烯组分具有通过凝胶渗透色谱法测量的等于或高于1,000,000g/mol的重均分子量mw(i);

8、(ii)10至65重量%的聚乙烯组分,该聚乙烯组分具有通过凝胶渗透色谱法测量的等于或低于5,000g/mol的重均分子量mw(ii),

9、其中该聚乙烯组合物(b)包括至少70重量%的(i)+(ii),并且(i)和(ii)的量按聚乙烯组合物(b)的总重量计,该总重量为100%,

10、并且其中组分(a)和(b)的量按(a)+(b)的总重量计。

11、本公开还提供一种用于制造成型制品的工艺,该工艺包括使熔融聚烯烃组合物(i)的流量经受等于或大于50s-1的剪切速率。

12、在另一方面,本公开提供了聚乙烯组合物(b)的用途,该聚乙烯组合物(b)包括:

13、(i)25至85重量%的聚乙烯组分,该聚乙烯组分具有通过凝胶渗透色谱法测量的等于或高于1,000,000g/mol的重均分子量mw(i);

14、(ii)10至65重量%的聚乙烯组分,该聚乙烯组分具有通过凝胶渗透色谱法测量的等于或低于5,000g/mol的重均分子量mw(ii),

15、其中该聚乙烯组合物(b)包括至少70重量%的(i)+(ii),并且(i)和(ii)的量按聚乙烯组合物(b)的总重量计,该总重量为100%,

16、作为多相聚合物组合物(a)的增强母料,该增强母料包括:

17、(a)50至80重量%的至少一种丙烯聚合物,该至少一种丙烯聚合物选自由以下组成的组:丙烯均聚物、丙烯与乙烯和/或至少一种式ch2=chr1的α-烯烃的共聚物及其混合物,其中r1为直链或支链c2至c8烷基,该共聚物包括按(a)的重量计至多并且包括10重量%,优选从0.05至8重量%的衍生自乙烯和/或α-烯烃的单元;

18、(b)20至50重量%的乙烯和至少一种式ch2=chr1的α-烯烃的至少一种共聚物,其中r1为直链或支链c2至c8烷基,该共聚物包括按(b)的重量计从10至40重量%,优选从20至35重量%的衍生自α-烯烃的单元,

19、其中组分(a)和(b)的量按(a)+(b)的总重量计。

20、聚烯烃组合物(i)具有改善的机械特性,特别是高拉伸模量和高拉伸强度与高抗冲击性的组合。

21、聚烯烃组合物(i)还具有与用常规无机填料(例如玻璃纤维)增强的多相聚烯烃组合物(a)相比显著降低的密度。

22、聚烯烃组合物(i)可以使用常规挤出机(如双螺杆挤出机)容易地转化成成型制品,需要很少或不需要常规工艺和设备设置的修改。

23、此外,聚烯烃组合物(i)的机械特性在多次加工后不显著劣化,允许聚烯烃组合物(i)的多次回收,这导致聚烯烃组合物(i)相对于含有常规无机填料的聚烯烃组合物的改善的环境可持续性。

24、尽管公开了多个实施例,但从以下详细描述中,其他实施例对于本领域技术人员将变得显而易见。如将显而易见,如本文所公开的某些实施例能够在不脱离本文所呈现的权利要求书的精神和范围的情况下在各个明显方面进行修改。因此,以下详细描述本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种聚烯烃组合物(I),包括:

2.根据权利要求1所述的聚烯烃组合物(I),所述聚烯烃组合物(I)包括40至80重量%,优选50至70重量%的所述多相聚合物组合物(A)和20至60重量%,优选30至50重量%的所述聚乙烯组合物(B)。

3.根据权利要求1或2所述的聚烯烃组合物(I),其中所述组分(A)为多相聚合物组合物,所述多相聚合物组合物包括:

4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚烯烃组合物(I),其中所述多相聚合物组合物(A)中包括的至少一种α-烯烃选自由以下组成的组:丁烯-1、己烯-1、4-甲基-1-戊烯、辛烯-1及其组合,优选为丁烯-1。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚烯烃组合物(I),其中所述聚乙烯组合物(B)包括:

6.根据权利要求1至5中任一项所述的聚烯烃组合物(I),其中所述聚乙烯组合物(B)中包括的所述聚乙烯组分为乙烯均聚物。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的聚烯烃组合物(I),其中所述聚乙烯组合物(B)具有等于或大于300,优选范围从300至1,500的Mw/Mn(B)值,并且所述聚乙烯组分(i)和(ii)具有独立地选自至多并且包括5,优选从1.2至5,更优选从1.5至4.5的值的Mw/Mn,其中Mw是所述重均分子量,并且Mn是通过GPC测量的所述数均分子量。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的聚烯烃组合物(I),其中所述聚乙烯组合物(B)具有根据ISO 1133-2:2011在190℃和2.16Kg的负载下测量的至多并且包括10g/10min,优选范围从0.00001至10g/10min的熔体流动速率MFR(B)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的聚烯烃组合物(I),还包括至多并且包括40重量%,优选0.5至30重量%,更优选1至20%的选自由以下组成的组的组分(C):

10.一种用于制造成型制品的工艺,所述工艺包括使根据权利要求1至9中任一项所定义的熔融聚烯烃组合物(I)的流量经受等于或大于50s-1,优选等于或大于150s-1的剪切速率的步骤。

11.根据权利要求10所述的工艺,其中使根据权利要求1至9中任一项所定义的所述熔融聚烯烃组合物(I)的流量经受等于或大于50s-1的剪切速率的所述步骤通过注塑或通过基于挤出的工艺进行。

12.根据权利要求10或11所述的工艺,其中使根据权利要求1至9中任一项所定义的所述熔融聚烯烃组合物(I)的流量经受等于或大于50s-1的剪切速率的所述步骤通过注塑进行,并且所述剪切速率范围为从50至3,000s-1,优选从200至2,000s-1。

13.根据权利要求10或11所述的工艺,其中使根据权利要求1至9中任一项所定义的所述熔融聚烯烃组合物(I)的流量经受等于或大于50s-1的剪切速率的所述步骤通过基于挤出的3D打印进行,并且所述剪切速率范围为从50至1,000s-1,优选从100至600s-1,并且可选地但优选地应变速率范围为从3至50s-1,优选从3至20s-1。

14.一种通过根据权利要求10至13中任一项所定义的工艺获得的制品。

15.一种用于基于挤出的增材制造的长丝,包括根据权利要求1至9中任一项所描述的聚烯烃组合物(I)。

16.聚乙烯组合物(B)的用途,所述聚乙烯组合物(B)包括:

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种聚烯烃组合物(i),包括:

2.根据权利要求1所述的聚烯烃组合物(i),所述聚烯烃组合物(i)包括40至80重量%,优选50至70重量%的所述多相聚合物组合物(a)和20至60重量%,优选30至50重量%的所述聚乙烯组合物(b)。

3.根据权利要求1或2所述的聚烯烃组合物(i),其中所述组分(a)为多相聚合物组合物,所述多相聚合物组合物包括:

4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚烯烃组合物(i),其中所述多相聚合物组合物(a)中包括的至少一种α-烯烃选自由以下组成的组:丁烯-1、己烯-1、4-甲基-1-戊烯、辛烯-1及其组合,优选为丁烯-1。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚烯烃组合物(i),其中所述聚乙烯组合物(b)包括:

6.根据权利要求1至5中任一项所述的聚烯烃组合物(i),其中所述聚乙烯组合物(b)中包括的所述聚乙烯组分为乙烯均聚物。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的聚烯烃组合物(i),其中所述聚乙烯组合物(b)具有等于或大于300,优选范围从300至1,500的mw/mn(b)值,并且所述聚乙烯组分(i)和(ii)具有独立地选自至多并且包括5,优选从1.2至5,更优选从1.5至4.5的值的mw/mn,其中mw是所述重均分子量,并且mn是通过gpc测量的所述数均分子量。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的聚烯烃组合物(i),其中所述聚乙烯组合物(b)具有根据iso 1133-2:2011在190℃和2.16kg的负载下测量的至多并且包括10g/10min,优选范围从0.00001至10g/10min的熔体流动速率mfr...

【专利技术属性】
技术研发人员:C·G·席尔迈斯特E·H·利希特T·希斯J·罗赫尔曼R·柯勒S·米翰Y·凯斯勒R·米尔豪普特
申请(专利权)人:巴塞尔聚烯烃股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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