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用于增加抗环境应力开裂性的含添加剂的聚乙烯

文献发布时间:2023-06-19 11:55:48



技术领域

本发明涉及具有改进的抗环境应力开裂性的高密度聚乙烯组合物。

背景技术

合成聚合材料、特别是热塑性树脂广泛用于生产多种终端用品,从医疗器械到食品容器。常规丙烯基聚合材料长期以来被用于诸如热成形、吹塑、涂覆等工艺中,其中要求高的熔体强度,这可通过增加分子量和拓宽分子量分布来实现。在聚合工艺中,可以通过选择特定的工艺条件和催化剂来改变分子量和分子量分布。

聚丙烯(PP)已广泛用于生产瓶盖和密封塞。但为了达到必须的瓶盖强度,通常需要内衬(例如由乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、聚氯乙烯(PVC)、丁基橡胶等制成)来达到必要的密封特性和感官特性。这类双层瓶盖很贵。另一方面,对于制备整体式密封件如旋紧瓶盖来说,高密度聚乙烯(HDPE)通常具有必须的硬度、流动性能和更好的感官特性。但HDPE大多数均缺乏耐受随时间开裂的能力(通过抗环境应力开裂性能(ESCR)测试测量)。因此,需要提高HDPE组合物的ESCR性能。

已经有许多尝试来提高这种性能。虽然有多种方法来增加聚乙烯的ESCR性能,但大多数的缺点是要么成本过高,要么仅适用于制备起始聚乙烯材料的方法,而不能用于已有聚乙烯材料。这些包括在聚合过程中加入的C

虽然也使用了不同的添加剂,但这些添加剂通常在高浓度下使用。这种高浓度添加剂劣化了所得聚合物的流动和机械性能,同时增加了与它们制备相关的成本,使得它们在工业上应用不太现实。

考虑到塑料零件(如瓶盖和密封塞、瓶子和容器)用量不断增长的趋势,以及应用塑料容器储存腐蚀性化学品(漂白剂瓶)等,即使在低厚度下增强的塑料ESCR性能也变得尤为重要。例如,将瓶盖重量从3g减至1.8-2.0g(正如许多品牌商目前所要求的),同时保持其ESCR性能,这是一个新的挑战。因此,一直需要具有增强的ESCR的改进聚乙烯基组合物,特别是适用于瓶盖和密封塞用途的那些。

发明内容

一种具有增强的抗环境应力开裂性的聚乙烯组合物,其包含多峰高密度聚乙烯(HDPE)与包括如下至少一种的添加剂的聚合物共混物:聚碳酸酯-硅氧烷共聚物、平均分子量(Mw)至少为2000的聚乙二醇(PEG)和在两种芳烃嵌段之间包含两种不同的饱和烷烃嵌段的无规嵌段共聚物。所述添加剂在聚合物共混物中的存在量为聚合物共混物重量的1wt%或更少。

在特定实施方案中,所述添加剂包括如下至少两种:聚碳酸酯-硅氧烷共聚物、聚乙二醇(PEG)和在两种芳烃嵌段之间包含两种不同的饱和烷烃嵌段的无规嵌段共聚物。在某些情况下,所述添加剂的存在量基于聚合物共混物重量可以为0.1-1wt%。在其它情况下,所述添加剂的存在量基于聚合物共混物重量可以为0.1-0.5wt%。

HDPE在190℃和2.16Kg下的熔体流动比率可以为0.3-6.0;在190℃和21.6Kg下的熔体流动比率为3-70dg/min;和/或密度为945-965Kg/m

按ASTM D1693-15B测量,聚合物共混物可以提供ESCR为至少40小时的模塑制品。在某些情况下,聚合物共混物提供ESCR为30-1000小时的模塑制品。

在特定实施方案中,所述添加剂为聚碳酸酯-硅氧烷共聚物。所述聚碳酸酯-硅氧烷共聚物的平均分子量(Mw)可以为10,000-60,000和/或所述聚碳酸酯组分可以包含双酚-A聚碳酸酯。所述聚碳酸酯-硅氧烷共聚物也可以为双酚-A和丁香酚封端的硅氧烷共聚物。在某些实施方案中,聚碳酸酯-硅氧烷共聚物的硅氧烷可以具有5-65个硅氧烷重复单元的链长度。

在一些实施方案中,添加剂为聚乙二醇(PEG)。所述PEG的平均分子量(Mw)可以为2,000-40,000。在某些情况下,PEG的平均分子量(Mw)可以为5000-20,000。

在具体应用中,所述添加剂为在两种芳烃嵌段之间包含两种不同的饱和烷烃嵌段的无规嵌段共聚物。所述无规嵌段共聚物的两种不同的烷烃嵌段中至少一种可以为支化的。在某些情况下,所述无规嵌段共聚物可以为苯乙烯-(2-甲基丁烷)-丁烷-苯乙烯无规嵌段共聚物。所述无规嵌段共聚物的平均分子量按聚苯乙烯标准可以为250,000-450,000,和分散指数(PDI=Mw/Mn)按凝胶渗透色谱法确定可以为0.9-1.2。在一些情况下,无规嵌段共聚物为氢化的苯乙烯-异戊二烯-丁烷嵌段聚合物。

所述聚乙烯组合物可以另外包括至少一种如下的附加添加剂:成核剂、导热剂、结合剂、防结块剂、抗静电剂、抗氧化剂、中和剂、酸清除剂、发泡剂、结晶助剂、染料、阻燃剂、填料、抗冲改性剂、脱模剂、油、其它聚合物、颜料、加工助剂、增强剂、稳定剂、抗UV剂、澄清剂、滑爽剂、流动改性剂、离子型添加剂和它们的组合。

可以将所述聚合物共混物形成生产制品。所述制品可以为薄膜、模塑件、容器、饮料容器盖、盖子、片材、管子、管接头、瓶子、杯子、盘子、托盘和/或玩具。所述制品可通过如下至少一种方法来形成:注塑、吹塑、压塑、片材挤出、薄膜吹塑、管材挤出、型材挤出、压延和热成形。

在形成具有增强的抗环境应力开裂性的聚乙烯组合物的方法中,可以通过将多峰高密度聚乙烯(HDPE)与如下至少一种添加剂组合而使多峰HDPE改性:聚碳酸酯-硅氧烷共聚物、平均分子量(Mw)至少为2000的聚乙二醇(PEG)和在两种芳烃嵌段之间包含两种不同的饱和烷烃嵌段的无规嵌段共聚物,所述添加剂在聚合物共混物中的存在量为聚合物共混物重量的1wt%或更少。

具体实施方式

已经发现,在低浓度下加入各种添加剂可以增加高密度聚乙烯(HDPE)的抗环境应力开裂性(ESCR)。可以通过将添加剂与多峰HDPE聚合物熔融共混将这些添加剂加入到多峰HDPE中。选择加入多峰HDPE中添加剂的量和类型,从而在增强其ESCR性能的同时使HDPE的可加工性相对不受影响。

在聚合物共混物中应用的HDPE聚合物可以包括通过工业上应用的任何聚合工艺(如“高压”法、浆液法、溶液法和/或气相法)和应用任何已知催化剂(例如多位点催化剂如Ziegler-Natta催化剂和/或单位点催化剂如铬或Phillips催化剂、茂金属催化剂等)制备的那些。

HDPE是含或不含一定量单峰或双峰HDPE的多峰HDPE。正如这里所应用,当应用短语或术语“高密度聚乙烯”或“HDPE”且没有表征为单峰、双峰或多峰HDPE时,所述短语或术语均应理解为指多峰HDPE,其含或不含一定量的单峰和/或双峰HDPE。双峰/多峰HDPE可通过使用过渡金属催化剂应用串联的两个或更多个反应器来生产。这种多峰HDPE组合物包含在一个或多个反应器中产生的35-65wt%密度>960Kg/m

HDPE可以由各种特性来表征,如190℃和2.16Kg/或21.6Kg下的熔体流动速率(MFR)、密度、ESCR、屈服拉伸模量下的拉伸强度、屈服拉伸伸长率、Charpy缺口冲击强度(-30℃)、硬度或它们的组合。单峰、双峰或多峰HDPE的密度可以为945-965Kg/m

应注意,在本说明书中,如果给出了一个数值、浓度或范围,则每个数值首次解读时应由术语"约"修饰(除非已明确进行了修饰),和再次解读时不必如此修饰(除非在文中明确指出)。同样,在说明书中,应理解所列或所描述的作为有用的、合适的或类似的用量范围,指所述范围内的任何和所有数值(包括端点)均被视为已经描述。例如,范围“1-10”应解读为指的是在约1和约10之间连续的每个和所有可能的数值。因此,即使明确地指出或提到该范围内的具体点,或者没有指出或提到该范围内的点,也应理解本发明人意识到并理解该范围内的任何和所有点均已被规定,和本发明人拥有整个范围以及所述范围内的所有点。

HDPE组分的全部或主要部分为多峰HDPE。多峰HDPE可以为HDPE组分的50wt%或大于50-100wt%。在特定实施方案中,HDPE组分的多峰HDPE含量可以为至少、等于和/或在如下任意两者之间:50wt%、51wt%、52wt%、53wt%、54wt%、55wt%、56wt%、57wt%、58wt%、59wt%、60wt%、61wt%、62wt%、63wt%、64wt%、65wt%、66wt%、67wt%、68wt%、69wt%、70wt%、71wt%、72wt%、73wt%、74wt%、75wt%、76wt%、77wt%、78wt%、79wt%、80wt%、81wt%、82wt%、83wt%、84wt%、85wt%、86wt%、87wt%、88wt%、89wt%、90wt%、91wt%、92wt%、93wt%、94wt%、95wt%、96wt%、97wt%、98wt%、99wt%和100wt%。在特定实施方案中,HDPE组分可以包含80-100wt%的多峰HDPE。如果HDPE组分应用少于100wt%的多峰HDPE,则剩余部分可以由单峰和/或双峰HDPE、和/或非HDPE的聚乙烯(如低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和中密度聚乙烯(MDPE))组成。在一些实施方案中,聚合物共混物不含线性低密度聚乙烯(LLDPE)。在某些方面,本发明的聚合物共混物不含聚丙烯。

多峰HDPE在190℃和2.16Kg下的MFR可以为0.2-1.0dg/min,或者为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.2-1.0dg/min,或者为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.2dg/min、0.3dg/min、0.4dg/min、0.5dg/min、0.6dg/min、0.7dg/min、0.8dg/min、0.9dg/min和1.0dg/min。在特定实施方案中,多峰HDPE在190℃和2.16Kg下的MFR可以为0.3-0.6dg/min。多峰HDPE在190℃和21.6Kg下的MFR也可以为2-40dg/min,或者为至少、等于和/或在如下任意两者之间:2dg/min、3dg/min、4dg/min、5dg/min、6dg/min、7dg/min、8dg/min、9dg/min、10dg/min、11dg/min、12dg/min、13dg/min、14dg/min、15dg/min、16dg/min、17dg/min、18dg/min、19dg/min、20dg/min、21dg/min、22dg/min、23dg/min、24dg/min、25dg/min、26dg/min、27dg/min、28dg/min、29dg/min、30dg/min、31dg/min、32dg/min、33dg/min、34dg/min、35dg/min、36dg/min、37dg/min、38dg/min、39dg/min和40dg/min。在特定实施方案中,在190℃和21.6Kg下的MFR为3-35dg/min。

HDPE组分的多峰HDPE的分散指数(PDI=Mw/Mn)按凝胶渗透色谱法确定可以为8-30。

如果应用双峰HDPE,则其用量基于聚合物共混物总重量可以为大于0至50wt%或小于50wt%。在特定实施方案中,HDPE组分的双峰HDPE含量基于聚合物共混物总重量可以为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%、20wt%、21wt%、22wt%、23wt%、24wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%、30wt%、31wt%、32wt%、33wt%、34wt%、35wt%、36wt%、37wt%、38wt%、39wt%、40wt%、41wt%、42wt%、43wt%、44wt%、45wt%、46wt%、47wt%、48wt%、49wt%和50wt%。

双峰HDPE在190℃和2.16Kg和/或21Kg下的MFR可以为0.2-20dg/min,或者为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.2-20dg/min,或者为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.2dg/min、0.3dg/min、0.4dg/min、0.5dg/min、0.75dg/min、1dg/min、1.25dg/min、1.5dg/min、1.75dg/min、2dg/min、3dg/min、4dg/min和5dg/min、6dg/min、7dg/min、8dg/min、9dg/min、10dg/min、11dg/min、12dg/min、13dg/min、14dg/min、15dg/min、16dg/min、17dg/min、18dg/min、19dg/min和20dg/min、21dg/min、22dg/min、23dg/min、24dg/min、25dg/min、26dg/min、27dg/min、28dg/min、29dg/min、30dg/min、31dg/min、32dg/min、33dg/min、34dg/min、35dg/min、36dg/min、37dg/min、38dg/min、39dg/min、40dg/min.41dg/min、42dg/min、43dg/min、44dg/min、45dg/min、46dg/min、47dg/min、48dg/min、49dg/min和50dg/min。在特定实施方案中,在190℃和2.16Kg负载下,MFR为0.5-5dg/min。

按ASTM D638测量,双峰或多峰HDPE的拉伸模量可以为850-1300MPa,或者为至少、等于和/或在如下任意两者之间:850MPa、900MPa、950MPa、1000MPa、1050MPa、1100MPa、1150MPa、1200MPa、1250MPa和1300MPa。按ASTM D638测量,双峰和多峰HDPE的屈服拉伸强度可以为20MPa-40MPa,或者为至少、等于和/或在如下任意两者之间:20MPa、25MPa、30MPa、35MPa和40MPa。

双峰或多峰HDPE组分在-30℃下的Charpy缺口冲击强度可以为3-6kJ/m

在一些实施方案中,一部分HDPE组分可以是单峰的。如果应用单峰HDPE,其可以为聚合物共混物总重量的大于0至50wt%或小于50wt%。在特定实施方案中,HDPE组分的单峰HDPE含量基于聚合物共混物总重量可以为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%、20wt%、21wt%、22wt%、23wt%、24wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%、30wt%、31wt%、32wt%、33wt%、34wt%、35wt%、36wt%、37wt%、38wt%、39wt%、40wt%、41wt%、42wt%、43wt%、44wt%、45wt%、46wt%、47wt%、48wt%、49wt%和50wt%。

单峰HDPE在190℃和2.16Kg和/或21.6Kg下的MFR可以为0.2-50dg/min,或者为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.2dg/min、0.3dg/min、0.4dg/min、0.5dg/min、0.75dg/min、1dg/min、1.25dg/min、1.5dg/min、1.75dg/min、2dg/min、3dg/min、4dg/min和5dg/min、6dg/min、7dg/min、8dg/min、9dg/min、10dg/min、11dg/min、12dg/min、13dg/min、14dg/min、15dg/min、16dg/min、17dg/min、18dg/min、19dg/min和20dg/min、21dg/min、22dg/min、23dg/min、24dg/min、25dg/min、26dg/min、27dg/min、28dg/min、29dg/min、30dg/min、31dg/min、32dg/min、33dg/min、34dg/min、35dg/min、36dg/min、37dg/min、38dg/min、39dg/min、40dg/min.41dg/min、42dg/min、43dg/min、44dg/min、45dg/min、46dg/min、47dg/min、48dg/min、49dg/min和50dg/min。在特定实施方案中,在190℃和2.16Kg负载下所述MFR为0.5-5dg/min。

按ISO 527-2测量,单峰HDPE的拉伸模量和/或弯曲模量可以为850-1300MPa,或者为至少、等于和/或在如下任意两者之间:850MPa、900MPa、950MPa、1000MPa、1050MPa、1100MPa、1150MPa、1200MPa、1250MPa和1300MPa。按ISO 527-2测量,单峰HDPE的屈服拉伸强度和/或弯曲强度可以为20-40MPa,或者为至少、等于和/或在如下任意两者之间:20MPa、25MPa、30MPa、35MPa和40MPa。

单峰HDPE组分在-30℃下的Charpy缺口冲击强度可以为3-6kJ/m

在某些实施方案中,聚合物共混物的HDPE组分由乙烯均聚物组成。这些可以包括纯HDPE的均聚物。但在其它实施方案中,HDPE组分可以包括含有非HDPE的聚乙烯的聚合物共混物。这些可以包括低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和中密度聚乙烯(MDPE)。当应用这种非HDPE的聚乙烯时,其在HDPE聚合物组分中的存在量可以为2wt%、1.5wt%、1wt%、0.5wt%、0.1wt%或更少。

在其它实施方案中,HDPE组分可以包括乙烯与至少一种C

在某些实施方案中,HDPE可以为沿聚合物链没有官能团的未官能化的纯HDPE。在特定实施方案中,HDPE聚乙烯不包括任何酸酐改性的HDPE。

如上所述,HDPE组分用作聚合物共混物,与用来提供增强的抗环境应力开裂性的一种或多种不同的主添加剂组合。这些主添加剂可以包括如下的一种或多种:聚碳酸酯-硅氧烷共聚物、平均分子量(Mw)至少为2000的聚乙二醇(PEG)和在两种芳烃嵌段之间包含两种不同的饱和烷烃嵌段的无规嵌段共聚物。这种主添加剂在聚合物共混物中的总存在量基于聚合物共混物总重量可以为1wt%或更少。在特定实施方案中,主添加剂的总量基于聚合物共混物总重量可以为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.10wt%、0.11wt%、0.12wt%、0.13wt%、0.14wt%、0.15wt%、0.16wt%、0.17wt%、0.18wt%、0.19wt%、0.20wt%、0.21wt%、0.22wt%、0.23wt%、0.24wt%、0.25wt%、0.26wt%、0.27wt%、0.28wt%、0.29wt%、0.30wt%、0.31wt%、0.32wt%、0.33wt%、0.34wt%、0.35wt%、0.36wt%、0.37wt%、0.38wt%、0.39wt%、0.40wt%、0.41wt%、0.42wt%、0.43wt%、0.44wt%、0.45wt%、0.46wt%、0.47wt%、0.48wt%、0.49wt%、0.50wt%、0.55wt%、0.60wt%、0.65wt%、0.70wt%、0.75wt%、0.80wt%、0.85wt%、0.90wt%、0.95wt%和1.00wt%。在特定实施方案中,上述添加剂在聚合物共混物中的总存在量基于聚合物共混物总重量为0.10-0.60wt%。这些添加剂通常通过聚合物熔融共混与HDPE组分混合。

在某些实施方案中,如上所述,HDPE组分可以用作聚合物共混物,与聚碳酸酯-硅氧烷共聚物组合。聚碳酸酯-硅氧烷共聚物可以作为唯一的主添加剂而单独用作主添加剂,或与一种或多种其它主添加剂组合而用作主添加剂。在其它实施方案中,当不用聚碳酸酯-硅氧烷共聚物时,应用一种或多种其它主添加剂。聚碳酸酯-硅氧烷共聚物及其与HDPE组分组合作为聚合物共混物可以与2018年5月28日提交的美国专利申请No.62/677,319中描述的相同或类似,该文献在这里作为参考引入用于所有目的。

为了赋予最终产品所需的ESCR特性,聚碳酸酯-硅氧烷共聚物的用量基于聚合物共混物总重量可以为1wt%或更少,或者基于聚合物共混物总重量为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.01wt%、0.02wt%、0.03wt%、0.04wt%、0.05wt%、0.06wt%、0.07wt%、0.08wt%、0.09wt%、0.10wt%、0.11wt%、0.12wt%、0.13wt%、0.14wt%、0.15wt%、0.16wt%、0.17wt%、0.18wt%、0.19wt%、0.20wt%、0.21wt%、0.22wt%、0.23wt%、0.24wt%、0.25wt%、0.26wt%、0.27wt%、0.28wt%、0.29wt%、0.30wt%、0.31wt%、0.32wt%、0.33wt%、0.34wt%、0.35wt%、0.36wt%、0.37wt%、0.38wt%、0.39wt%、0.40wt%、0.41wt%、0.42wt%、0.43wt%、0.44wt%、0.45wt%、0.46wt%、0.47wt%、0.48wt%、0.49wt%、0.50wt%、0.55wt%、0.60wt%、0.65wt%、0.70wt%、0.75wt%、0.80wt%、0.85wt%、0.90wt%、0.95wt%和1.0wt%。在特定实施方案中,聚碳酸酯-硅氧烷共聚物添加剂在聚合物共混物中的存在量基于聚合物共混物总重量可以为0.01-0.5wt%。

聚合物共混物的聚碳酸酯-硅氧烷共聚物组分的平均分子量(Mw)可以为10,000-60,000,或者为至少、等于和/或在如下任意两者之间:10,000、15,000、20,000、25,000、30,000、35,000、40,000、45,000、50,000、55,000和60,000。聚碳酸酯-硅氧烷共聚物的聚碳酸酯组分的存在量可以为75-98mol%,或者为至少、等于和/或在如下任意两者之间:75mol%、76mol%、77mol%、78mol%、79mol%、80mol%、81mol%、82mol%、83mol%、84mol%、85mol%、86mol%、87mol%、88mol%、89mol%、90mol%、91mol%、92mol%、93mol%、94mol%、95mol%、96mol%、97mol%和98mol%。用于形成聚碳酸酯的碳酸酯单体可以包括光气、碳酸二甲酯和/或碳酸二苯酯。在特定实施方案中,用于制备聚碳酸酯-硅氧烷共聚物的一种芳族二羟基共聚单体为双酚-A。可以应用的共聚单体包括在美国专利No.7,365,124中描述的那些,其在这里为此目的作为参考引入。它们包括但不限于:2,4′-二羟基二苯基甲烷;双(2-羟基苯基)甲烷;双(4-羟基苯基)甲烷;双(4-羟基-5-硝基苯基)甲烷;双(4-羟基-2,6-二甲基-3-甲氧基苯基)甲烷;1,1-双(4-羟基苯基)乙烷;1,1-双(4-羟基-2-氯苯基)乙烷;2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(双酚A);2,2-双(3-氯-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(3-溴-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷;2,2-双(4-羟基-3-异丙基苯基)丙烷;2,2-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(3-苯基-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(3,5-二氯-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(3,5-二溴-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(3-氯-4-羟基-5-甲基苯基)丙烷;2,2-双(3-溴-4-羟基-5-甲基苯基)丙烷;2,2-双(3-氯-4-羟基-5-异丙基苯基)丙烷;2,2-双(3-溴-4-羟基-5-异丙基苯基)丙烷;2,2-双(3-叔丁基-5-氯-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(3-溴-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(3-氯-5-苯基-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(3-溴-5-苯基-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(3,5-二异丙基-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(3,5-二苯基-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(4-羟基-2,3,5,6-四氯苯基)丙烷;2,2-双(4-羟基-2,3,5,6-四溴苯基)丙烷;2,2-双(4-羟基-2,3,5,6-四甲基苯基)丙烷;2,2-双(2,6-二氯-3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(2,6-二溴-3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(4-羟基-3-乙基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-双(3,5,3′,5′-四氯-4,4′-二羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)环己基甲烷、2,2-双(4-羟基苯基)-1-苯基丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷;1,1-双(3-氯-4-羟基苯基)环己烷;1,1-双(3-溴-4-羟基苯基)环己烷;1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷;1,1-双(4-羟基-3-异丙基苯基)环己烷;1,1-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)环己烷;1,1-双(3-苯基-4-羟基苯基)环己烷;1,1-双(3,5-二氯-4-羟基苯基)环己烷;1,1-双(3,5-二溴-4-羟基苯基)环己烷;1,1-双(4′-羟基-3′-甲基苯基)环己烷(DMBPC)、1,1-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)环己烷;4,4′-[1-甲基-4-(1-甲基-乙基)-1,3-环己烷二醇]双酚(1,3BHPM)、4-[1-[3-(4-羟基苯基)-4-甲基环己基]-1-甲基-乙基]-苯酚(2,8BHPM)、3,8-二羟基-5a,10b二苯基香豆满-2′,3′,2,3-香豆满(DCBP)、2-苯基-3,3-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮、1,1-双(3-氯-4-羟基-5-甲基苯基)环己烷;1,1-双(3-溴-4-羟基-5-甲基苯基)环己烷;1,1-双(3-氯-4-羟基-5-异丙基苯基)环己烷;1,1-双(3-溴-4-羟基-5-异丙基苯基)环己烷;1,1-双(3-叔丁基-5-氯-4-羟基苯基)环己烷;1,1-双(3-溴-5-叔丁基-4-羟基苯基)环己烷;1,1-双(3-氯-5-苯基-4-羟基苯基)环己烷;1,1-双(3-溴-5-苯基-4-羟基苯基)环己烷;1,l-双(3,5-二异丙基-4-羟基苯基)环己烷;1,1-双(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)环己烷;1,1-双(3,5-二苯基-4-羟基苯基)环己烷;1,1-双(4-羟基-2,3,5,6-四氯苯基)环己烷;1,1-双(4-羟基-2,3,5,6-四溴苯基)环己烷;1,1-双(4-羟基-2,3,5,6-四甲基苯基)环己烷;1,1-双(2,6-二氯-3,5-二甲基-4-羟基苯基)环己烷;羟基苯基环己烷;1,1-双(2,6-二溴-3,5-二甲基-4-1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3-氯-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3-溴-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(4-羟基-3-异丙基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3-苯基-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3,5-二氯-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3,5-二溴-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3-氯-4-羟基-5-甲基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3-溴-4-羟基-5-甲基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3-氯-4-羟基-5-异丙基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3-溴-4-羟基-5-异丙基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3-叔丁基-5-氯-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3-溴-5-叔丁基-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;双(3-氯-5-苯基-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3-溴-5-苯基-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3,5-二异丙基-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(3,5-二苯基-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(4-羟基-2,3,5,6-四氯苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(4-羟基-2,3,5,6-四溴苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(4-羟基-2,3,5,6-四甲基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(2,6-二氯-3,5-二甲基-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;1,1-双(2,6-二溴-3,5-二甲基-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;4,4-双(4-羟基苯基)庚烷、4,4′-二羟基-1,1-联苯;4,4′-二羟基-3,3′-二甲基-1,1-联苯;4,4′-二羟基-3,3′-二辛基-1,1-联苯;4,4′-(3,3,5-三甲基环亚己基)二酚、4,4′-双(3,5-二甲基)二酚、4,4′-二羟基二苯基醚;4,4′-二羟基二苯基硫醚;1,3-双(2-(4-羟基苯基)-2-丙基)苯;1,3-双(2-(4-羟基-3-甲基苯基)-2-丙基)苯;1,4-双(2-(4-羟基苯基)-2-丙基)苯、1,4-双(2-(4-羟基-3-甲基苯基)-2-丙基)苯二羟基二苯基砜(BPS)、2,4′-二羟基苯基砜、4,4′-双(4-羟基苯基)甲烷、2,6-二羟基萘;氢醌;间苯二酚、C1-C3烷基取代的间苯二酚、3-(4-羟基苯基)-1,1,3-三甲基茚满-5-醇、1-(4-羟基苯基)-1,3,3-三甲基茚满-5-醇和2,2,2′,2′-四氢-3,3,3′,3′-四甲基-1,1′-螺二[1H-茚]-6,6′-二醇。最典型的芳族二羟基化合物为双酚A(BPA)。

在一些实施方案中,异山梨酯共聚单体或2-烃基-3,3-双(4-羟基芳基)苯并吡咯酮共聚单体可与BPA一起用于生产聚碳酸酯共聚物。

共聚碳酸酯的平均分子量(Mw)为3000至约150,000。

在聚碳酸酯-硅氧烷共聚物添加剂中硅氧烷的存在量为2-25mol%,或者为至少、等于和/或在如下任意两者之间:2mol%、3mol%、4mol%、5mol%、6mol%、7mol%、8mol%、9mol%、10mol%、11mol%、12mol%、13mol%、14mol%、15mol%、16mol%、17mol%、18mol%、19mol%、20mol%、21mol%、22mol%、23mol%、24mol%和25mol%。在特定实施方案中,聚碳酸酯-硅氧烷共聚物的硅氧烷可以为丁香酚封端的硅氧烷。在另一些实施方案中,聚碳酸酯-硅氧烷共聚物的硅氧烷可以由具有通式(R)

在某些实施方案中,加入聚碳酸酯-硅氧烷共聚物添加剂的HDPE的聚合物共混物也可以包含聚碳酸酯均聚物。聚碳酸酯均聚物的存在量基于聚合物共混物总重量可以为0.1-40wt%,或者基于聚合物共混物总重量为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%、20wt%、21wt%、22wt%、23wt%、24wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%、30wt%、31wt%、32wt%、33wt%、34wt%、35wt%、36wt%、37wt%、38wt%、39wt%和40wt%。

如前所述,用于形成聚碳酸酯均聚物的碳酸酯单体可以与用于聚碳酸酯-硅氧烷共聚物的聚碳酸酯组分相同。它们可以包括光气、碳酸二甲酯和/或碳酸二苯酯。在特定实施方案中,聚碳酸酯-硅氧烷共聚物的聚碳酸酯片断基于双酚-A聚碳酸酯。

如上所述,HDPE组分也可以与作为主添加剂的PEG组合用作聚合物共混物。PEG可以单独用作主添加剂,或与一种或多种其它主添加剂组合。在其它实施方案中,在不应用PEG的情况下应用一种或多种其它主添加剂。PEG及其与HDPE组分组合作为聚合物共混物可以与2018年6月6日提交的美国专利申请No.62/681,362中所述的相同或类似,该文献在这里作为参考引入用于所有目的。

为了赋予最终产品所需的ESCR特性,PEG的用量基于聚合物共混物总重量可以为1wt%或更少,或者基于聚合物共混物总重量为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.01wt%、0.02wt%、0.03wt%、0.04wt%、0.05wt%、0.06wt%、0.07wt%、0.08wt%、0.09wt%、0.10wt%、0.11wt%、0.12wt%、0.13wt%、0.14wt%、0.15wt%、0.16wt%、0.17wt%、0.18wt%、0.19wt%、0.20wt%、0.21wt%、0.22wt%、0.23wt%、0.24wt%、0.25wt%、0.26wt%、0.27wt%、0.28wt%、0.29wt%、0.30wt%、0.31wt%、0.32wt%、0.33wt%、0.34wt%、0.35wt%、0.36wt%、0.37wt%、0.38wt%、0.39wt%、0.40wt%、0.41wt%、0.42wt%、0.43wt%、0.44wt%、0.45wt%、0.46wt%、0.47wt%、0.48wt%、0.49wt%、0.50wt%、0.55wt%、0.60wt%、0.65wt%、0.70wt%、0.75wt%、0.80wt%、0.85wt%、0.90wt%、0.95wt%和1.0wt%。在特定实施方案中,PEG添加剂在聚合物共混物中的存在量基于聚合物共混物总重量可以为0.01-0.6wt%。

在聚合物共混物中应用的PEG组分添加剂为高分子量的PEG。所述PEG的平均分子量(Mw)可以为2000-40,000,或者为至少、等于和/或在如下任意两个平均分子量(Mw)之间:2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10,000、11,000、12,000、13,000、14,000、15,000、16,000、17,000、18,000、19,000、20,000、21,000、22,000、23,000、24,000、25,000、26,000、27,000、28,000、29,000、30,000、31,000、32,000、33,000、34,000、35,000、36,000、37,000、38,000、39,000和40,000。在某些实施方案中,PEG的平均Mw为4,000-20,000、30,000或40,000。

如上所述,HDPE组分也可以只与在两种芳烃嵌段之间包含两种不同的饱和烷烃嵌段的无规嵌段共聚物主添加剂组合或与一种或多种其它主添加剂组合用作聚合物共混物。在其它实施方案中,在不使用在两种芳烃嵌段之间包含两种不同的饱和烷烃嵌段的无规嵌段共聚物的情况下,应用一种或多种其它主添加剂。无规嵌段共聚物及其与HDPE组分组合作为聚合物共混物可以与2018年4月25日提交的美国专利申请No.62/662,396中所述的相同或类似,该文献在这里作为参考引入用于所有目的。

为了赋予最终产品所需的ESCR特性,无规嵌段共聚物的用量基于聚合物共混物总重量可以为1wt%或更少,或者基于聚合物共混物总重量为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.01wt%、0.02wt%、0.03wt%、0.04wt%、0.05wt%、0.06wt%、0.07wt%、0.08wt%、0.09wt%、0.10wt%、0.11wt%、0.12wt%、0.13wt%、0.14wt%、0.15wt%、0.16wt%、0.17wt%、0.18wt%、0.19wt%、0.20wt%、0.21wt%、0.22wt%、0.23wt%、0.24wt%、0.25wt%、0.26wt%、0.27wt%、0.28wt%、0.29wt%、0.30wt%、0.31wt%、0.32wt%、0.33wt%、0.34wt%、0.35wt%、0.36wt%、0.37wt%、0.38wt%、0.39wt%、0.40wt%、0.41wt%、0.42wt%、0.43wt%、0.44wt%、0.45wt%、0.46wt%、0.47wt%、0.48wt%、0.49wt%、0.50wt%、0.55wt%、0.60wt%、0.65wt%、0.70wt%、0.75wt%、0.80wt%、0.85wt%、0.90wt%、0.95wt%和1.0wt%。在特定实施方案中,无规嵌段共聚物添加剂在聚合物共混物中的存在量可以为聚合物共混物总重量的0.01-0.5wt%。

无规嵌段共聚物可以为具有位于芳烃嵌段(如两种芳香嵌段)之间的两种不同饱和烷基嵌段的任意无规嵌段共聚物。无规嵌段共聚物可以是无规的三元嵌段共聚物。无规嵌段共聚物的通式可以为A-B-C-A,其中A为芳族重复单元、嵌段B为饱和支化烷烃重复单元和嵌段C为饱和直链烷烃重复单元。嵌段A芳族基团的非限定性实例包括苯乙烯或取代的苯乙烯单元。嵌段B可以具有4-8个碳原子的支化饱和烷烃单元。支链可以包括1-2个烷基基团。嵌段B饱和烷烃重复单元的非限定性实例包括1-甲基丙烷、2-甲基丁烷、2-丙基丁烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2,3-二甲基戊烷、2-丙基戊烷、2-甲基己烷、2-丙基己烷、2-甲基庚烷等。嵌段C可以为具有3-8个碳原子的直链饱和烷烃重复单元。嵌段C直链饱和烷烃重复单元的非限定性实例包括丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷和辛烷等烷烃。

无规嵌段共聚物的平均分子量按聚苯乙烯标准可以为250,000-450,000(例如250,000;275,000;300,000;325,000;375,000;400,000;425,000;450,000,或它们之间的任意范围或值),和其多分散指数(PDI=Mw/Mn)按凝胶渗透色谱法确定为0.9-1.2。聚苯乙烯标准包括具有规定分子量用于在测定新样品分子量时进行校准的单分散聚苯乙烯标准。

无规嵌段共聚物可通过商业来源获得。例如,合适的无规嵌段共聚物由Kuraray(日本)以商标

聚乙烯组合物还可以包含至少一种附加的任选或辅助添加剂,以区别于上文所讨论的主添加剂。这种任选的或辅助添加剂可以是那些不一定影响或增加最终产品的ESCR的添加剂。所述附加的任选或辅助添加剂的非限定性实例包括成核剂、导热剂、结合剂、防结块剂、抗静电剂、抗氧化剂、中和剂、酸清除剂、发泡剂、结晶助剂、染料、阻燃剂、填料(硬填料或软填料)、抗冲改性剂、脱模剂、油、其它聚合物、颜料、加工助剂、增强剂、稳定剂(包括光稳定剂)、抗UV剂、澄清剂、滑爽剂、流动改性剂和它们的组合。在某些实施方案中,在HDPE组合物中不存在炭黑。

成核剂的非限定性实例包括碳酸钙(CaCO

在一些情况下,在聚合物共混物中导热添加剂的存在量基于聚合物共混物总重量为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.01wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%和1.0wt%。导热添加剂的非限定性实例包括氧化铝、二氧化钛、石墨化合物、石墨烯、氮化硼、氮化铝、氧化锌。

在某些方面,在聚合物共混物中结合分子的存在量基于聚合物共混物总重量为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.01wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%和1.0wt%。结合分子的非限定性实例包括线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯。

在一些实施方案中,在聚合物共混物中填料的存在量基于聚合物共混物总重量为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.01wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1.0wt%、2.0wt%、3.0wt%、4.0wt%、5.0wt%、6.0wt%、7.0wt%、8.0wt%、9.0wt%、10.0wt%、20.0wt%、30.0wt%。填料可以是硬填料。硬填料的非限定性实例包括无机颗粒填(如二氧化硅、碳酸钙)、无机层状填料(如粘土、云母)。填料也可以是软填料。软填料的非限定性实例包括不混溶的颗粒状弹性体/聚合树脂。填料也可以是中空填料。中空填料的非限定性实例包括玻璃微球、塑料微球、陶瓷微球,如由铝硅酸盐微球组成的空心微球、由铝和铜/银微球组成的金属微球、酚醛微球。

在某些方面,在聚合物共混物中光稳定剂的存在量基于聚合物共混物总重量为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.01wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%和1.0wt%。光稳定剂可以为受阻胺光稳定剂。术语“受阻胺光稳定剂”指具有一定光稳定性的一类胺化合物。受阻胺光稳定剂(HALS)的非限定性实例包括:1-环己基氧-2,2,6,6-四甲基-4-十八烷基氨基哌啶;双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯;双(1-乙酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯;双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基)癸二酸酯;双(1-环己基氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯;双(1-辛基氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯;双(1-酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯;双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)正丁基-3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲基丙二酸酯;2,4-双[(1-环己基氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)丁基氨基]-6-(2-羟基乙基氨基-s-三嗪;双(1-环己基氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)己二酸酯;2,4-双[(1-环己基氧-2,2,6,6-哌啶-4-基)丁基氨基]-6-氯-s-三嗪;1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶;1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶;1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-4-十八烷酰基氧-2,2,6,6-四甲基哌啶;双(1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯;双(1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)己二酸酯;2,4-双{N-[1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基]-N-丁基氨基}-6-(2-羟基乙基氨基)-s-三嗪;4-苯甲酰-2,2,6,6-四甲基哌啶;二-(1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基)p-甲氧基苯亚甲基丙二酸酯;2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基十八烷酸酯;双(1-辛基氧-2,2,6,6-四甲基哌啶基)琥珀酸酯;1,2,2,6,6-五甲基-4-氨基哌啶;2-十一烷基-7,7,9,9-四甲基-1-氧杂-3,8-二氮杂-4-氧杂-螺[4,5]癸烷;三(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)次氨基三乙酸酯;三(2-羟基-3-(氨基-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)丙基)次氨基三乙酸酯;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;1,1′-(1,2-乙烷二基)-双(3,3,5,5-四甲基哌嗪酮);3-n-辛基-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三氮杂螺[4.5]癸烷-2,4-二酮;8-乙酰基-3-十二烷基-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三氮杂螺[4.5]癸烷-2,4-二酮;3-十二烷基-1-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)吡咯烷基-2,5-二酮;3-十二烷基-1-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)吡咯烷基-2,5-二酮;N,N′-双-甲酰基-N,N′-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)己二胺;2,4-双[(1-环己基氧-2,2,6,6-哌啶-4-基)丁基氨基]-6-氯-s-三嗪与N,N′-双(3-氨基丙基)乙二胺)的反应产物;1-(2-羟基乙基)-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶与琥珀酸的缩合物;N,N′-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-己二胺与4-叔辛基氨基-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的缩合物;N,N′-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-己二胺与4-环己基氨基-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的缩合物;N,N′-双-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)己二胺与4-吗啉基-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的缩合物;N,N′-双-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)己二胺与4-吗啉基-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的缩合物;2-氯-4,6-双(4-正丁基氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶基)-1,3,5-三嗪与1,2-双(3-氨基丙基氨基)乙烷的缩合物;2-氯-4,6-二-(4-正丁基氨基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)-1,3,5-三嗪与1,2-双-(3-氨基丙基氨基)乙烷的缩合物;7,7,9,9-四甲基-2-环十一烷基-1-氧杂-3,8-二氮杂-4-氧杂螺[4,5]癸烷和表氯醇的反应产物;聚[甲基(3-氧-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)丙基)]硅氧烷、CAS#182635-99-0;马来酸酐-C18-C22-α-烯烃-共聚物与2,2,6,6-四甲基-4-氨基哌啶的反应产物;4,4′-六亚甲基双(氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶)与用2-氯-4,6-双(二丁基氨基)-s-三嗪封端的2,4-二氯-6-[(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)丁基氨基]-s-三嗪的低聚缩合物;4,4′-六亚甲基双(氨基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶)与用2-氯-4,6-双(二丁基氨基)-s-三嗪封端的2,4-二氯-6-[(1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基)丁基氨基]-s-三嗪的低聚缩合物;4,4′-六亚甲基双(氨基-1-丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶)与用2-氯-4,6-双(二丁基氨基)-s-三嗪封端的2,4-二氯-6-[(1-丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)丁基氨基]-s-三嗪的低聚缩合物;4,4′-六亚甲基双(氨基-1-酰基氧-2,2,6,6-四甲基哌啶)与用2-氯-4,6-双(二丁基氨基)-s-三嗪封端的2,4-二氯-6-[(1-酰基氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)丁基氨基]-s-三嗪的低聚缩合物;以及通过使(a)与(b)反应获得的产品,其中(a)为使1,2-双(3-氨基丙基氨基)乙烷与三聚氯氰反应获得的产物,和(b)为(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)丁基胺。还包括上面提到的任意化合物的空间受阻N-H、N-甲基、N-甲氧基、N-羟基、N-丙氧基、N-辛基氧、N-环己基氧、N-酰基氧和N-(2-羟基-2-甲基丙氧基)类似物。工业光稳定剂的非限定性实例为由BASF以商标

可以应用抗静电剂来抑制塑料制品上灰尘的累积。抗静电剂可以提高塑料组合物的导电性,并因而消除在生产和使用过程中产生的任何表面电荷。因此,灰尘颗粒受塑料制品表面的吸引较小,并因而减少了灰尘的累积。在本发明的某些方面,抗静电剂可以为单硬脂酸甘油酯。聚合物共混物包含的抗静电剂量基于聚合物共混物总重量可以为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.01wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%和1wt%。

可以向聚合物共混物中加入润滑剂以改善其模塑特性。润滑剂可以为选自如下的低分子化合物:脂肪酸、脂肪酸酯、蜡酯、脂肪醇酯、酰胺蜡、金属羧酸盐、褐煤酸、褐煤酸酯;或者为高分子化合物如石蜡或聚乙烯蜡。在本发明的某柴方面,润滑剂为硬脂酸金属盐。硬脂酸金属盐的非限定性实例有硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸锂或它们的组合,优选为硬脂酸钙。聚合物共混物包含的润滑剂量基于聚合物共混物总重量可以为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.01wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%和1wt%。

抗氧化剂在加工过程中可防止聚合物降解。亚磷酸酯是已知的聚合物和其它有机材料的热氧化稳定剂。抗氧化剂可以是亚磷酸酯基抗氧化剂。在某些方面,亚磷酸酯抗氧化剂包括但不限于亚磷酸三苯酯、二苯基烷基亚磷酸酯、苯基二烷基亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、亚磷酸三月桂酯、亚磷酸三(十八)烷基酯、二硬脂酰季戊四醇二亚磷酸酯、三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯、二异癸基季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、三硬脂酰山梨醇三亚磷酸酯和四(2,4-二-叔丁基苯基)-4,4′-二亚苯基二膦酸酯、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。聚合物共混物包含的抗氧化剂量基于聚合物共混物总重量可以为至少、等于和/或在如下任意两者之间:0.01wt%、02wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%和0.1wt%。可商购的抗氧化剂的非限定性实例包括由BASF获得的Irganox 1010或由Dover Chemical Company获得的Doverphos S9228T。

形成组合物时,可以干混所描述的HDPE和主添加剂各组分(可以是颗粒、粉末、碎片或碎绒形式)以及任何附加的任选添加剂。这些材料在常规的混合机中混合,其中HDPE和主添加剂与任选的附加或辅助添加剂混合。任选的附加添加剂可在加工步骤结束时或过程中添加,以生产聚合物共混物。用于这种混合的合适机器对本领域熟练技术人员来说是已知的。非限定性实例包括混合器、捏合机和挤出机。然后将这些材料直接送入挤出机的进料区。在某些情况下,所述方法可以在挤出机中实施,并可在加工过程中引入添加剂。合适挤出机的非限定性实例包括单螺杆挤出机、反向旋转和同向旋转双螺杆挤出机、行星齿轮式挤出机、环形挤出机或共捏合机。所述方法可以160-300℃的温度下实施。

在一些实施方案中,用于生产本发明聚合物共混物的HDPE和主添加剂及任意任选的辅助添加剂可通过以下典型程序熔融挤出:称量所需量的HDPE和添加剂,随后进行干混,然后将混合物进料至双螺杆同向旋转挤出机(长度/直径(L/D)比为25:1或40:1)的主进料机获得最终组合物。HDPE、添加剂或它们的共混物可在共混过程中经受足够时间的高温。共混温度可以高于聚合物的软化点。在某些方面,挤出过程可在温度160-300℃下实施。主添加剂可以与其它任选添加剂一起在生产过程中在HDPE树脂造粒之前在线添加。可调节与HDPE组合的添加剂量以提供上面讨论的重量。

可以预混合任选的辅助添加剂,或单独加入到聚合物共混物或其不同的组分中。作为示例,可以预混合本发明的辅助添加剂,以在将其添加到HDPE或主添加剂之前形成共混物。在混合和/或掺入添加剂期间,所述混合物可经受足够时间的高温。例如,通过应用工艺技术中常用的方法使上述组分混合,可以向聚合物树脂中加入任选的辅助添加剂。混合温度可以高于聚合物的软化点。在某些方面,所述方法可以在160-300℃的温度下实施。这种“熔融混合”或“熔融配混”使得本发明的任选添加剂在HDPE和/或主添加剂中均匀分散。

由HDPE和主添加剂的共混物制成的制品(例如端盖)的ESCR可以比由不含这种添加剂的HDPE(即用于制备混合物的HDPE)制成的制品更高。在一些实施方案中,与使用相同HDPE但不用主添加剂制备的具有相同结构的HDPE制品相比,本发明制品的ESCR值要高出200%到2000%。与不使用主添加剂的HDPE的ESCR值相比,所述ESCR值可以大至少、等于和/或在如下任意两者之间:200%、300%、400%、500%、600%、700%、800%、900%、1000%和2000%。正如实施例部分和整个说明书中所示例的,本发明的含聚合物共混物的制品的ESCR值可以为至少20小时至2000小时(例如20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、300、400、500、600、700、800、900、1000和2000以及它们之间的任何范围或数值,包括端点)。相比之下,不含主添加剂的HDPE制品的ESCR值可能小于但不等于20小时。

按所述形成的聚合物共混物组合物通常作为颗粒收集,其可储存一段时间或在形成过程中立即应用。形成方法可以包括注塑、吹塑、压塑、片材挤出、薄膜吹塑、管材挤出、型材挤出、压延、热成形、滚塑或它们的组合。例如,最终成形的制品可以是模塑件、片材、薄膜或纤维。模塑件的实例包括端盖、瓶盖、容器、盖子、片材、管子、管接头、瓶子、杯子、盘子、托盘或玩具或它们的组合。端盖可以注塑和/或压塑。端盖可以是螺纹端盖或非螺纹端盖,用于选择性封闭瓶子或其它容器的开口。这种端盖可用于各种食品和非食品用途。举例来说,包括本发明聚合物共混物的盖可与用于储存碳酸饮料、加压饮料等的容器一起使用。

以下实施例用来进一步描述各种实施方案和用途。

实施例1

应用不同的主添加剂改善多峰HDPE(HDPE-1和HDPE-2)的ESCR性能,所述HPDE在190℃和2.16Kg负载下按ISO 1133方法测量的熔体流动速率为0.6–0.8dg/min、按ASTMD1505或ISO 1872方法测量的密度为953-955Kg/m

所应用的HDPE-1和HDPE-2包括

表1

纯HDPE和用添加剂配制的HDPE在熔融挤出过程中测量的扭矩为33-40%,表明加入ESCR增强主添加剂没有明显损害HDPE的加工性能。

实施例2

将实施例1熔融挤出后获得的颗粒在温度195-210℃下压塑成1.85-1.95mm厚的片材,保持时间为5min和冷却时间为5min。在压塑片材中没有看到明显的视觉不均匀性。然后按ASTM D1693-15B方法(Bel l测试)评价纯HDPE和配制HDPE的压塑片材的ESCR性能。

将压塑片材切割成长38mm和宽13mm的测试样品。在将每个试样贮存在23℃和相对湿度55%的调理环境中之前,在每个测试样品的中心处形成深度为0.5mm的缺口。借助夹具将调理后样品U形弯曲。对于纯HDPE材料和配制的HDPE材料,分别将10个弯曲样品放入铝样品架中,随后放入填充有10v/v%Igepol CO-630(壬基苯氧聚(乙烯氧)乙醇,CAS 68412-54-4)的水溶液的试管中。试管口用铝箔包裹的橡皮塞封闭。将置于填充有Igepol CO-630水溶液的试管中的试样浸入在50℃下保持的硅油浴中。定期记录观察到的试样中形成裂纹的时间。按照记录,50%试样(即10个试样中有5个)失效(即开裂)所用的时间可推断出给定组合物的ESCR性能。

表2给出了纯多峰HDPE和结合添加剂的配制多峰HDPE的ESCR性能:

表2

由表2可以看出,对于纯HDPE-1和HDPE-2,观察到的50%样品失效的时间分别为~150和~470h。对于结合了~0.5wt%单一主添加剂或主添加剂混合物的那些多峰HDPE组合物,发现50%样品失效的时间增加了2-3倍。

按ISO 1133-1:2011方法,在190℃用2.16、5和21.6Kg的负载测量的多峰HDPE-1树脂(对比样品-1)的熔体流动速率(MFR)分别为~0.8、~2.8和~45dg/min。相比之下,按ISO1133-1:2011方法,在190℃用2.16、5和21.6Kg的负载测量的掺入添加剂混合物的多峰HDPE-1树脂(工作样品-1)的熔体流动速率(MFR)分别为~0.8、~2.3和~47dg/min。这些结果表明,加入少量添加剂混合物,HDPE的熔体粘度/流动特性几乎不受影响。类似地,按ISO1133-1:2011方法,在190℃用2.16、5和21.6Kg的负载测量的多峰HDPE-2树脂(对比样品-2)的熔体流动速率(MFR)分别为~0.7、~2.6和~40dg/min。相比之下,按ISO 1133-1:2011方法,在190℃用2.16、5和21.6Kg的负载测量的掺入添加剂混合物的多峰HDPE-2树脂(工作样品-3)的熔体流动速率(MFR)分别为~0.7、~2.5和~39dg/min。这些结果表明,加入少量单一主添加剂或主添加剂混合物,HDPE的熔体粘度/流动特性几乎不受影响。

加入少量单一主添加剂或主添加剂混合物,HDPE-2的机械性能,如~145kJ/m

相关技术
  • 用于增加抗环境应力开裂性的含添加剂的聚乙烯
  • 具有更快的结晶速率和改善的抗环境应力开裂性的聚乙烯
技术分类

06120113108479