Технология полиолефиновой дисперсии, примененная для песка, покрытого смолой

Технология полиолефиновой дисперсии, примененная для песка, покрытого смолой

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет, заявленный в предварительной заявке US 60/843,682, поданной 11 сентября 2006, которая включена в настоящий документ в качестве ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты осуществления, раскрытые в настоящем документе, в общем случае относятся к дисперсным материалам, покрытым полимерами. В другом аспекте варианты осуществления, описанные в настоящем документе, относятся к способу получения дисперсных материалов, покрытых полимерами. В более конкретных аспектах варианты осуществления, описанные в настоящем документе, относятся к таким дисперсным материалам, как покрытые полимерами пески. Пески или другие дисперсные материалы могут быть покрыты полимером или смесью полимеров или включены в полимер или смесь полимеров, где полимер или смесь полимеров могут быть предоставлены в виде водной дисперсии.

ПРЕДПОСЫЛКИ

Искусственный газон состоит из множества пучков искусственной травы, протянутых вверх из листового субстрата. Наполнитель, диспергированный между пучками искусственной травы, поддерживает пучки искусственной травы в вертикальном положении, предотвращая их полегание или другое нежелаемое отклонение.

В качестве примера материалов, применяемых в качестве наполнителя, опубликованная заявка US 20060100342 описывает наполнитель, образованный посредством покрытия кремнеземного песка эластомерными материалами или термопластичными полимерами. Гранулы наполнителя получают, сначала нагревая порцию кремнезема до температуры в диапазоне от 200°С до 300°С, помещая песок в смеситель и при перемешивании добавляя гранулированный эластомер или термопластичный полимер. При этом термопластичный полимер плавится, образуя покрытие на песке. Затем смесь охлаждают пульверизованной водой и воздухом, продуваемыми через смеситель. Точное количество и продолжительность воздействия пульверизованной водой являются критическими факторами для получения сыпучего материала без значительного образования агломератов.

В качестве другого примера материалов, применяемых в качестве наполнителя, опубликованная заявка US 20050003193 описывает гранулы наполнителя, образованные посредством покрытия пластмассой гранулированного материала вторично утилизованных автомобильных покрышек. Гранулы наполнителя получают, смешивая пластмассу и гранулы из материала вторично утилизованных покрышек, расплавляя пластмассу и раскатывая эту смесь в листовой материал. Листы охлаждают, отверждая пластмассу, после чего листы подвергают гранулированию, в результате чего получают покрытые пластмассой гранулы из материала вторично утилизованных покрышек для применения в качестве наполнителя.

Выбор материала наполнителя, ядер и покрытия может сильно влиять на общие характеристики искусственного газона. Желаемые свойства наполнителя включают в себя: однородное и полное покрытие дисперсного субстрата, обеспечивающее хороший внешний вид и хорошую износостойкость; хорошее сопротивление скольжению и термостойкость при длительном применении без уплотнения наполнителя; мягкость покрытия, обеспечивающую желаемые тактильные свойства, эстетичный внешний вид и безопасность для игроков; для удобства нанесения наполнитель должен быть свободно сыпучим.

Материалы наполнителей, полученные как описано в патентах и публикациях, указанных выше, часто образуют такие наполнители, которые не обеспечивают хорошего баланса желаемых свойств. Кроме того, применяемые способы могут быть неэффективными, что приводит к неполному покрытию гранулированного материала или образует слишком много агломератов.

Таким образом, существует необходимость в усовершенствовании способов, применяемых для получения наполнителя. Желательно иметь такой способ, который обеспечил бы низкую себестоимость с пониженным количеством отходов. Желательно также иметь такую смолу, которая давала бы равномерное, однородное покрытие, обеспечивающее высокую износостойкость, хорошие тактильные свойства и эстетичный внешний вид и высокую безопасность для игроков. Необходимо также усовершенствовать конечные свойства и общий баланс свойств наполнителя.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном аспекте варианты осуществления, раскрытые в настоящем документе, относятся к покрытому полимером дисперсному материалу, содержащему дисперсный субстрат и нанесенное соединение, в котором это нанесенное соединение покрывает не менее 50% поверхности дисперсного субстрата и в котором во время нанесения наносимое соединение включает в себя дисперсию, включающую термопластичный полимер и стабилизирующее соединение.

В другом аспекте варианты осуществления, раскрытые в настоящем документе, относятся к способу получения покрытого полимером дисперсного материала, причем данный способ включает в себя следующие стадии: соединение дисперсного субстрата и дисперсии, содержащей термопластичный полимер, стабилизирующее соединение и дисперсную среду, выбранную из группы, состоящей из органического растворителя, воды и их комбинации; удаление по меньшей мере части дисперсионной среды.

Другие аспекты и преимущества настоящего изобретения будут видны из нижеследующего описания и прилагаемых пунктов формулы изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В одном аспекте варианты осуществления, описанные в настоящем документе, относятся к покрытым полимерами дисперсным материалам. В другом аспекте варианты осуществления, описанные в настоящем документе, относятся к способу получения покрытых полимерами дисперсных материалов. В более конкретных аспектах варианты осуществления, описанные в настоящем документе, относятся к таким дисперсным материалам, как покрытые полимерами пески. Пески или другие дисперсные материалы могут быть покрытыми полимером или смесью полимеров или включенными в полимер или смесь полимеров, причем этот полимер или смесь полимеров могут быть представлены в виде водной дисперсии.

ДИСПЕРСНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Дисперсные материалы, предназначенные для нанесения на них покрытия в виде полимерной оболочки, в некоторых вариантах осуществления могут включать в себя минеральные зернистые материалы и пески. В других вариантах осуществления дисперсные материалы могут включать с себя пески с кремнеземной основой, такие как кварцевые пески, белые пески, такие как пески с известняковой основой, аркоз и пески, содержащие магнетит, хлорит, глауконит или гипс. В других вариантах осуществления минеральные зернистые материалы могут включать в себя различные наполнители, такие как карбонат кальция, тальк, стекловолокно, полимерные волокна (включая найлон, вискозу, хлопок, полиэфирные и полиамидные и металлические волокна). В других вариантах осуществления дисперсные материалы, предназначенные для нанесения на них покрытия, могут включать частицы смолы, включая материал вторично утилизованных автомобильных покрышек.

Минеральные зернистые материалы и пески в некоторых вариантах осуществления могут иметь размеры частиц в диапазоне от 0,1 до 0,3 мм. В других вариантах осуществления минеральные зернистые материалы и пески могут иметь размеры частиц в диапазоне от 0,2 до 2,5 мм; от 0,3 до 2,0 мм в других вариантах осуществления; и от 0,4 до 1,2 мм в еще одной группе других вариантов осуществления.

ДИСПЕРСИИ

Дисперсии, применяемые согласно вариантам осуществления, раскрытым в настоящем документе, могут включать в себя основной полимер и необязательно стабилизирующий агент. В некоторых вариантах осуществления данная дисперсия может быть органической или водной дисперсией. В других вариантах осуществления эта дисперсия может быть водной дисперсией, содержащей по меньшей мере одну термопластичную смолу, воду, необязательно один или более стабилизирующий агент и необязательно наполнитель.

ОСНОВНОЙ ПОЛИМЕР

Основная полимерная смола (одна или более), содержащаяся в дисперсионной композиции, может быть различной в зависимости от конкретного применения и желаемого результата. В одном варианте осуществления, например, основной полимер может быть термопластичной смолой. В конкретных вариантах осуществления термопластичная смола может быть олефиновым полимером. Используемый в настоящем документе термин «олефиновый полимер» обычно относится к классу полимеров, образованных из углеводородных мономеров, имеющих общую формулу C_nH_2n. Олефиновый полимер может присутствовать в виде сополимера, такого как интерполимер, блок-сополимер или мультиблок-интерполимер или сополимер.

В одном конкретном варианте осуществления, например, олефиновый полимер может включать в себя альфа-олефиновый интерполимер этилена с одним или более сомономеров, выбранных из группы, состоящей из линейного, разветвленного или циклического C₃-C₂₀-диена, или этиленвинилового соединения, такого как винилацетат, и соединения, представленного формулой H₂C=CHR, где R является линейной, разветвленной или циклической C₁-C₂₀-алкильной группой или C₆-C₂₀-арильной группой. Примеры сомономеров включают пропилен, 1-бутен, 3-метил-1-бутен, 4-метил-1-пентен, 3-метил-1-пентен, 1-гептен, 1-гексен, 1-октен, 1-децен и 1-додецен.

В других вариантах осуществления термопластичная смола может быть интерполимером пропилена с одним или более сомономеров, выбранных из группы, состоящей из этилена, линейного, разветвленного или циклического C₄-C₂₀-диена, и соединения, представленного формулой H₂C=CHR, где R является линейной, разветвленной или циклической C₁-C₂₀-алкильной группой или C₆-C₂₀-арильной группой. Примеры сомономеров включают этилен, 1-бутен, 3-метил-1-бутен, 4-метил-1-пентен, 3-метил-1-пентен, 1-гептен, 1-гексен, 1-октен, 1-децен и 1-додецен. В некоторых вариантах осуществления сомономер составляет от примерно 5 мас.% до примерно 25 мас.% интерполимера. В одном варианте осуществления применяют пропилен-этиленовый интерполимер.

Другие примеры термопластичных смол, применимых в настоящем изобретении, включают гомополимеры и сополимеры (включая эластомеры) олефина, такого как этилен, пропилен, 1-бутен, 3-метил-1-бутен, 4-метил-1-пентен, 3-метил-1-пентен, 1-гептен, 1-гексен, октен, 1-децен, и 1-додецен, как типично представлено полипропиленом, поли-1-бутеном, поли-3-метил-1-бутеном, поли-3-метил-1-пентеном, поли-4-метил-1-пентеном, этилен-пропиленовым сополимером, этилен-1-бутеновым сополимером и пропилен-1-бутеновым сополимером; сополимеры (включая эластомеры) альфа-олефина с сопряженным или несопряженным диеном, как типично представлено этилен-бутадиеновым сополимером или этилен-этилиден-норборненовым сополимером; и полиолефины (включая эластомеры), такие как сополимеры двух или более альфа-олефинов с сопряженным или несопряженным диеном, как типично представлено этилен-пропилен-бутадиеновым сополимером, этилен-пропилен-дициклопентадиеновым сополимером, этилен-пропилен-1,5-гексадиеновым сополимером и этилен-пропилен-этилиден-норборненовым сополимером; сополимеры этиленвинилового соединения, такие как сополимеры этиленвинилацетата с N-метилольными функциональными сомономерами, сополимеры этиленвинилового спирта с N-метилольными функциональными сомономерами, сополимер этилена с винилхлоридом, сополимеры этилена и акриловой кислоты или этилена и (мет)акриловой кислоты и сополимер этилена с (мет)акрилатом; стирольные сополимеры (включая эластомеры), такие как полистирол, ABS, сополимер акрилонитрила и стирола, сополимер метилстирола и стирола; стирольные блок-сополимеры (включая эластомеры), такие как сополимер стирола и бутадиена, и их гидраты и три-блок-сополимер стирола, изопрена и стирола; поливиниловые соединения, такие как поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, сополимер винилхлорида и винилиденхлорида, полиметилакрилат и полиметилметакрилат; полиамиды, такие как найлон 6, найлон 6,6 и найлон 12; термопластичные сложные полиэфиры, такие как полиэтилентерефталат и полибутилентерефталат; поликарбонат, полифениленоксид и т.п. Эти смолы можно применять по отдельности или в сочетаниях по две или более.

В конкретных вариантах осуществления можно применять полиолефины, такие как полипропилен, полиэтилен и их сополимеры и их смеси, а также этилен-пропилен-диеновые терполимеры. В некоторых вариантах осуществления олефиновые полимеры включают в себя гомогенные полимеры, описанные автором по фамилии Elston в патенте США №3645992; полиэтилен высокой плотности (HDPE), как описано автором по фамилии Anderson в патенте США №4076698, неоднородно разветвленный линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE); неоднородно разветвленный линейный (полиэтилен) ультранизкой плотности (ULDPE); сополимеры однородно разветвленного линейного этилена и альфа-олефина; однородно разветвленные, существенно линейные полимеры этилена с альфа-олефином, которые можно получить, например, способом, раскрытым в патентах США №№5272236 и 5278272, раскрытие которых включено в настоящий документ посредством ссылки; неоднородно разветвленные линейные полимеры этилена и альфа-олефина; и полимеры и сополимеры этилена высокого давления, полученные свободно-радикальной полимеризацией, такие как полиэтилен низкой плотности (LDPE).

В другом варианте осуществления термопластичная смола может включать в себя сополимер этилена с карбоновой кислотой, такой как сополимеры этилена с винилацетатом (EVA), этилена с акриловой кислотой (EAA), и сополимеры этилена с метакриловой кислотой, такие как, например, те, которые доступны под товарными знаками PRIMACOR™ от Dow Chemical Company, NUCREL™ от DuPont и ESCOR™ от ExxonMobil, и описанные в патентах США №№4599392, 4988781 и 5384373, каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте. Примеры полимеров включают полипропилен (ударно-модифицированный полипропилен, изотактический полипропилен, атактический полипропилен и статистические сополимеры (статсополимеры) этилена с пропиленом), различные типы полиэтилена, включая полиэтилен высокого давления, свободно-радикальный LDPE, LLDPE по Циглеру-Натта, металлоценовый полиэтилен, включая многореакторный полиэтилен («in reactor»), смеси ПЭ по Циглеру-Натта и металлоценового ПЭ, такие как продукты, раскрытые в патентах США №№6545088, 6538070, 6566446, 5844045, 5869575 и 6448341. Однородные полимеры, такие как олефиновые пластомеры и эластомеры, сополимеры на основе этилена и пропилена (например, полимеры, доступные под товарными знаками VERSIFY™ от The Dow Chemical Company и VISTAMAXX™ от ExxonMobil), можно также применять в некоторых вариантах осуществления. Конечно, можно также применять смеси полимеров. В некоторых вариантах осуществления смеси включают два различных полимера по Циглеру-Натта. В других вариантах осуществления смеси могут включать в себя смеси полимера по Циглеру-Натта и металлоценового полимера. В еще одной группе других вариантов осуществления термопластичная смола, применяемая в настоящем изобретении, может быть смесью двух различных металлоценовых полимеров.

В одном конкретном варианте осуществления термопластичная смола может содержать альфа-олефиновый интерполимер этилена с сомономером, содержащим алкен, такой как 1-октен. Сополимер этилена и октена может присутствовать отдельно или в комбинации с другой термопластичной смолой, такой как сополимер этилена и акриловой кислоты. Когда они присутствуют совместно, отношение масс этилен-октенового сополимера и сополимера этилена с акриловой кислотой может быть в диапазоне от примерно 1:10 до примерно 10:1, например от примерно 3:2 до примерно 2:3. Полимерная смола, такая как этилен-октеновый сополимер, может иметь кристалличность, меньшую чем примерно 50%, например меньшую чем примерно 25%.

Варианты осуществления, раскрытые в настоящем документе, могут также включать в себя полимерный компонент, который может включать в себя по меньшей мере один олефиновый мультиблок-интерполимер. Подходящие олефиновые мультиблок-интерполимеры могут включать в себя, например, те, которые описаны в предварительной заявке на патент США №60/818911. Термин «мультиблок-сополимер» относится к полимеру, содержащему два или более химически отдельных региона или сегмента (называемых «блоками»), предпочтительно соединенных линейно, т.е. к полимеру, содержащему химически различные единицы, которые соединены по типу «конец к концу» в отношении полимеризуемой этиленовой функциональности, а не по типу свободных (свисающих) боковых групп или привитых полимеров. В определенных вариантах осуществления эти блоки различаются по количеству или типу сомономера, включенного в них, плотности и степени кристалличности, размеру кристаллита у полимера такого состава, типу и степени упорядоченности (изотактические или синдиотактические), региорегулярности или региоиррегулярности, степени ветвления, включая ветвление длинных цепей или гиперветвление, однородности или другому химическому или физическому свойству. Мультиблок-сополимеры характеризуют индивидуальными распределениями индекса полидисперсности (PDI или M_w/M_n), распределением длины блока и/или распределением числа блоков, соответствующих конкретному способу получения сополимеров. Более конкретно, при непрерывном производстве, варианты осуществления полимеров могут обладать PDI в диапазоне от примерно 1,7 до примерно 8; от примерно 1,7 до примерно 3,5 в других вариантах осуществления; от примерно 1,7 до примерно 2,5 в других вариантах осуществления; и от примерно 1,8 до примерно 2,5 или от примерно 1,8 до примерно 2,1 в еще одной группе других вариантов осуществления. При периодическом или полупериодическом производстве варианты осуществления полимеров могут обладать PDI в диапазоне от примерно 1,0 до примерно 2,9; от примерно 1,3 до примерно 2,5 в других вариантах осуществления; от примерно 1,4 до примерно 2,0 в других вариантах осуществления; и от примерно 1,4 до примерно 1,8 в еще одной группе других вариантов осуществления.

Примером олефинового мультиблок-интерполимера является блок-интерполимер этилена с альфа-олефином. Другим примером олефинового мультиблок-интерполимера является интерполимер пропилена с альфа-олефином. Последующее описание фокусируется на интерполимере, имеющем этилен в качестве главного мономера, но оно аналогичным образом применимо и к мультиблок-интерполимерам на основе пропилена в отношении общих характеристик полимера.

Мультиблок-интерполимеры этилена с альфа-олефином могут содержать этилен и один или более сополимеризованных альфа-олефиновых сомономеров в полимеризованной форме, характеризуемых множеством (т.е. двумя или более) блоков или сегментов из двух или более полимеризованных мономерных единиц, различающихся химическими или физическими свойствами (блок-интерполимер), предпочтительно мультиблок-интерполимер. В некоторых вариантах осуществления мультиблок-интерполимер можно представить следующей формулой:

(AB)_n,

где n обозначает число, большее или равное 1, предпочтительно целое число, большее 1, такое как 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 или более; «A» представляет собой жесткий блок или сегмент; и «В» представляет собой мягкий блок или сегмент. Предпочтительно, А и В связаны линейным образом, без ветвления или образования звездчатых структур. Термин «твердые» сегменты относится к блокам полимеризованных единиц, в которых этилен представлен в количестве, большем 95 мас.% в некоторых вариантах осуществления, и большем 98 мас.% в других вариантах осуществления. Другими словами, содержание сомономера в твердых сегментах составляет в некоторых вариантах осуществления менее 5 мас.%, а в других вариантах осуществления менее 2 мас.% от общей массы твердых сегментов. В некоторых вариантах осуществления твердые сегменты содержат весь или существенно весь этилен. С другой стороны, термин «мягкие» сегменты относится к блокам полимеризованных единиц, в которых содержание сомономера составляет более 5 мас.% от общей массы мягких сегментов в некоторых вариантах осуществления, более 8 мас.%, более 10 мас.% или более 15 мас.% в различных других вариантах осуществления. В некоторых вариантах осуществления содержание сомономера в мягких сегментах может быть более 20 мас.%, более 25 мас.%, более 30 мас.%, более 35 мас.%, более 40 мас.%, более 45 мас.%, более 50 мас.% или более 60 мас.% в различных других вариантах осуществления.

В некоторых вариантах осуществления, блоки А и блоки В произвольно (статистически) распределены вдоль цепи полимера. Другими словами, блок-сополимеры не имеют структуру, подобную следующей:

AAA-AA-BBB-BB.

В других вариантах осуществления блок-сополимеры не имеют третьего блока. В еще одной группе других вариантов осуществления ни блок А, ни блок В не содержит двух или более сегментов (суб-блоков), таких как концевой сегмент.

Мультиблок-интерполимеры можно охарактеризовать средним блочным индексом, ABI, находящимся в диапазоне от значения, большего нуля, до примерно 1,0, и распределением молекулярной массы (молекулярно-весовое распределение), M_w/M_n, большим чем примерно 1,3. Средний блочных индекс, ABI, является средневзвешенным блочным индексом («Bl») для каждой фракции полимера, полученной при препаративном TREF (фракционирование элюированием с повышением температуры) в диапазоне от 20°С до 110°С с инкрементом в 5°С:

ABI=У(w _i BI _i),

где BI_i представляет собой блочный индекс для i-й фракции мультиблок-интерполимера, полученного при препаративном TREF, и w_i является весовым процентом i-й фракции.

Аналогичным образом, квадратный корень из второго момента среднего, в дальнейшем называемый средневзвешенным вторым моментом блочного индекса, можно определить следующим образом:

Второй момент средневзвешенного

Для каждой фракции полимера BI определяют одним из двух следующих уравнений (они оба дают одно и то же значение BI):

где Т_Х обозначает температуру элюции при аналитическом фракционировании элюцией с повышением температуры (ATREF) для i-й фракции (предпочтительно, в Кельвинах), Р_Х обозначает мольную долю этилена для i-й фракции, которую можно измерить с помощью ЯМР или ИК, как описано ниже. Р_АВ обозначает мольную долю этилена во всем интерполимере этилена с альфа-олефином (до фракционирования), которую также можно измерить с помощью ЯМР или ИК. Т_А и Р_А обозначают температуру ATREF-элюции и мольную долю этилена для чистых «твердых сегментов» (что относится к кристаллическим сегментам интерполимера). В качестве аппроксимации или для полимеров, у которых состав «твердого сегмента» неизвестен, значения Т_А и Р_А устанавливают такими же, как у гомополимера полиэтилена высокой плотности.

Т_АВ обозначает температуру ATREF-элюции для статистического сополимера такого же состава (имеющего мольную долю этилена, равную Р_АВ) и молекулярной массы, как у мультиблок-интерполимера. Т_АВ можно рассчитать из мольной доли этилена (измеренной с помощью ЯМР), используя следующее уравнение:

LnP_AB=б/T_AB+в

где б и в являются двумя константами, которые можно определить калибровкой, используя ряд хорошо охарактеризованных препаративных TREF-фракций статистического полимера широкого состава и/или хорошо охарактеризованных сополимеров этилена с узким составом. Следует отметить, что б и в могут изменяться от инструмента к инструменту. Кроме того, необходимо создать соответствующую калибровочную кривую с исследуемым полимерным составом, используя соответствующие диапазоны молекулярной массы и тип сополимера, применяемые для создания калибровки по препаративным TREF-фракциям и/или статистическим сополимерам. Имеется небольшой эффект молекулярной массы. Если калибровочную кривую получают для близких диапазонов молекулярных масс, этот эффект оказывается существенно незначительным. В некоторых вариантах осуществления статистические сополимеры этилена и/или препаративные TREF-фракции статистических сополимеров удовлетворяют следующему соотношению:

LnP=-237,83/T_ATREF+0,639

Приведенное выше калибровочное уравнение относится к мольной доле этилена, Р, к температуре аналитической TREF-элюции, T_ATREF, для узкого состава статистических сополимеров и/или препаративных TREF-фракций статистических сополимеров широкого состава. Т_ХО является ATREF-температурой для статистического сополимера с тем же составом и имеющего мольную долю этилена, равную Р_Х. Т_ХО можно рассчитать из LnP_X=б/T_XO+в. И наоборот, Р_ХО является мольной долей этилена для статистического сополимера того же состава и имеющего ATREF-температуру, равную Т_Х, которую можно рассчитать из LnP_XO=б/T_X+в.

После получения значений блочного индекса (BI) для каждой препаративной TREF-фракции можно рассчитать средневзвешенный блочный индекс, ABI, для всего полимера. В некоторых вариантах осуществления ABI больше нуля, но меньше примерно 0,4, или находится в диапазоне от примерно 0,1 до примерно 0,3. В других вариантах осуществления ABI больше чем примерно 0,4 и меньше чем примерно 1,0. Предпочтительно, ABI должен находиться в диапазоне от примерно 0,4 до примерно 0,7, от примерно 0,5 до примерно 0,7 или от примерно 0,6 до примерно 0,9. В некоторых вариантах осуществления ABI находится в интервале от примерно 0,3 до примерно 0,9, от примерно 0,3 до примерно 0,8 или от примерно 0,3 до примерно 0,7, от примерно 0,3 до примерно 0,6, от примерно 0,3 до примерно 0,5 или от примерно 0,3 до примерно 0,4. В других вариантах осуществления ABI находится в диапазоне от примерно 0,4 до примерно 1,0, от примерно 0,5 до примерно 1,0 или от примерно 0,6 до примерно 1,0, от примерно 0,7 до примерно 1,0, от примерно 0,8 до примерно 1,0 или от примерно 0,9 до примерно 1,0.

Другой характеристикой мультиблок-интерполимера является то, что такой интерполимер может содержать по меньшей мере одну полимерную фракцию, которую можно получить посредством препаративного TREF и которая имеет блочный индекс, больший чем примерно 0,1 и меньший чем примерно 1,0, причем полимер имеет распределение молекулярных масс, M_w/M_n, большее чем примерно 1,3. В некоторых вариантах осуществления полимерная фракция имеет блочный индекс, больший чем примерно 0,6 и меньший чем примерно 1,0, больший чем примерно 0,7 и меньший чем примерно 1,0, больший чем примерно 0,8 и меньший чем примерно 1,0 или больший чем примерно 0,9 и меньший чем примерно 1,0. В других вариантах осуществления полимерная фракция имеет блочный индекс, больший чем примерно 0,1 и меньший чем примерно 1,0, больший чем примерно 0,2 и меньший чем примерно 1,0, больший чем примерно 0,3 и меньший чем примерно 1,0, больший чем примерно 0,4 и меньший чем примерно 1,0 или больший чем примерно 0,4 и меньший чем примерно 1,0. В еще одной группе других вариантов осуществления полимерная фракция имеет блочный индекс, больший чем примерно 0,1 и меньший чем примерно 0,5, больший чем примерно 0,2 и меньший чем примерно 0,5, больший чем примерно 0,3 и меньший чем примерно 0,5 или больший чем примерно 0,4 и меньший чем примерно 0,5. В дальнейшей группе других вариантов осуществления полимерная фракция имеет блочный индекс, больший чем примерно 0,2 и меньший чем примерно 0,9, больший чем примерно 0,3 и меньший чем примерно 0,8, больший чем примерно 0,4 и меньший чем примерно 0,7 или больший чем примерно 0,5 и меньший чем примерно 0,6.

Мультиблок-интерполимеры этилена с альфа-олефином, применяемые в вариантах осуществления настоящего изобретения, могут быть интерполимерами этилена с по меньшей мере одним C₃-C₂₀-альфа-олефином. Интерполимеры могут также содержать C₄-C₁₈-диолефин и/или алкенилбензол. Подходящие ненасыщенные сомономеры, применимые для полимеризации с этиленом, включают, например, этиленно ненасыщенные мономеры, сопряженные или несопряженные диены, полиены, алкилбензолы и т.д. Примеры таких сомономеров включают C₃-C₂₀-альфа-олефины, такие как пропилен, изобутилен, 1-бутен, 1-гексен, 1-пентен, 4-метил-1-пентен, 1-гептен, 1-октен, 1-нонен, 1-децен, и т.п. 1-Бутен и 1-октен являются особо предпочтительными. Другие подходящие мономеры включают стирол, стиролы, замещенные галоидами или алкильными группами, винилбензоциклобутан, 1,4-гексадиен, 1,7-октадиен и нафтеники (такие как, например, циклопентен, циклогексен и циклооктен).

Мультиблок-интерполимеры, раскрытые в настоящем документе, можно отличить от обычных, статистических, сополимеров, физических смесей полимеров и блок-сополимеров, полученных последовательным добавлением мономера, специальных (fluxional) катализаторов и применением анионной или катионной техники «живой» полимеризации. В частности, по сравнению со статистическим сополимером тех же мономеров и с тем же их содержанием, при эквивалентной кристалличности и модуле, интерполимеры имеют лучшую (более высокую) термостойкость, измеренную по точке плавления, более высокую температуру проницаемости, определяемую при ТМА, более высокий высокотемпературный предел прочности при растяжении и/или более высокий высокотемпературный модуль кручения, определяемый динамическим механическим анализом. Свойства наполнителя можно улучшить, применяя варианты осуществления с мультиблок-интерполимерами: по сравнению со статистическим сополимером, содержащим те же мономеры при том же их содержании, мультиблок-интерполимеры имеют более низкую остаточную деформацию при сжатии, особенно при повышенных температурах, более низкую релаксацию напряжений, более высокое сопротивление ползучести, более высокую прочность на разрыв, более высокую устойчивость к слипанию, более быстрое схватывание вследствие повышенной температуры кристаллизации (отверждения), лучшее сопротивление истиранию, более высокую силу сокращения и лучшую приемистость для масел и наполнителей.

Другие олефиновые интерполимеры включают в себя полимеры, содержащие моновинилиденовые ароматические мономеры, включая стирол, o-метилстирол, п-метилстирол, трет-бутилстирол и т.п. В частности, можно применять интерполимеры, содержащие этилен и стирол. В других вариантах осуществления можно применять сополимеры, содержащие этилен, стирол и C₃-C₂₀-альфа-олефин, необязательно содержащий C₄-C₂₀-диен.

Подходящие несопряженные диеновые мономеры могут включать прямоцепочечный, разветвленный или циклический углеводородный диен, имеющий от 6 до 15 атомов углерода. Примеры подходящих несопряженных диенов включают, но не ограничиваются ими, прямоцепочечные ациклические диены, такие как 1,4-гексадиен, 1,6-октадиен, 1,7-октадиен, 1,9-декадиен, ациклические диены с разветвленной цепью, такие как 5-метил-1,4-гексадиен; 3,7-диметил-1,6-октадиен; 3,7-диметил-1,7-октадиен и смешанные изомеры дигидромирицена и дигидрооцинена, однокольцевые алициклические диены, такие как 1,3-циклопентадиен; 1,4-циклогексадиен; 1,5-циклооктадиен и 1,5-циклододекадиен, и многокольцевые ациклические диены со слитыми кольцами и с кольцами, соединенными мостиковыми структурами, такие как тетрагидроинден, метилтетрагидроинден, дициклопентадиен, бицикло-(2,2,1)-гепта-2,5-диен; алкенил-, алкилиден-, циклоалкенил- и циклоалкилиденнорборнены, такие как 5-метилен-2-норборнен (MNB); 5-пропенил-2-норборнен, 5-изопропилиден-2-норборнен, 5-(4-циклопентенил)-2-норборнен, 5-циклогексилиден-2-норборнен, 5-винил-2-норборнен и норборнадиен. Из этих диенов, обычно применяемых для получения EPDM, особо предпочтительными диенами являются 1,4-гексадиен (HD), 5-этилиден-2-норборнен (ENB), 5-винилиден-2-норборнен (VNB), 5-метилен-2-норборнен (MNB) и дициклопентадиен (DCPD).

Один класс желательных полимеров, которые можно применять согласно вариантам осуществления, раскрытым в настоящем документе, включает в себя эластомерные интерполимеры этилена, C₃-C₂₀-альфа-олефин, особенно пропилен, и необязательно один или более диеновых мономеров. Альфа-олефины, предпочтительные для применения в данном варианте осуществления, обозначены формулой CH₂=CHR*, где R* обозначает линейную или разветвленную алкильную группу из 1-12 атомов углерода. Примеры подходящих альфа-олефинов включают, но не ограничиваются ими, пропилен, изобутилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 4-метил-1-пентен и 1-октен. Особо предпочтительным альфа-олефином является пропилен. Полимеры на основе пропилена в данной области обычно называют EP- или EPDM-полимерами. Диены, подходящие для применения в получении таких полимеров, особенно мультиблок-полимеров типа EPDM, включают в себя сопряженные или несопряженные, прямые или разветвленные цепочечные, циклические или полициклические диены, содержащие от 4 до 20 атомов углерода. Предпочтительные диены включают в себя 1,4-пентадиен, 1,4-гексадиен, 5-этилиден-2-норборнен, дициклопентадиен, циклогексадиен и 5-бутилиден-2-норборнен. Особо предпочтительным диеном является 5-этилиден-2-норборнен.

Полимеры (гомополимеры, сополимеры, интерполимеры и мультиблок-интерполимеры), описанные в настоящем документе, могут иметь значения индекса расплава, I₂, от 0,01 до 2000 г/10 минут в некоторых вариантах осуществления; от 0,01 до 1000 г/10 минут в других вариантах осуществления; от 0,01 до 500 г/10 минут в других вариантах осуществления; и от 0,01 до 100 г/10 минут в еще одной группе других вариантов осуществления. В некоторых вариантах осуществления полимеры могут иметь индекс расплава, I₂, от 0,01 до 10 г/10 минут, от 0,5 до 50 г/10 минут, от 1 до 30 г/10 минут, от 1 до 6 г/10 минут или от 0,3 до 10 г/10 минут. В определенных вариантах осуществления индекс расплава для полимеров может быть равным приблизительно 1 г/10 минут, 3 г/10 минут или 5 г/10 минут.

Полимеры, описанные в настоящем документе, могут иметь молекулярные массы, M_w, от 1000 г/моль до 5000000 г/моль в некоторых вариантах осуществления; от 1000 г/моль до 1000000 в других вариантах осуществления; от 10000 г/моль до 500000 г/моль в других вариантах осуществления; и от 10000 г/моль до 300000 г/моль в еще одной группе других вариантов осуществления. Плотность полимеров, описанных в настоящем документе, может быть в диапазоне от 0,80 до 0,99 г/см³ в некоторых вариантах осуществления; для полимеров, содержащих этилен, - от 0,85 г/см³ до 0,97 г/см³. В определенных вариантах осуществления плотность полимеров этилена с альфа-олефином может быть в диапазоне от 0,860 до 0,925 г/см³ или от 0,867 до 0,910 г/см³.

В некоторых вариантах осуществления полимеры, описанные в настоящем документе, могут иметь предел прочности на растяжение, больший 10 МПа; предел прочности на растяжение ≥11 МПа в других вариантах осуществления; и предел прочности на растяжение ≥13 МПа в еще одной группе других вариантов осуществления. В некоторых вариантах осуществления полимеры, описанные в настоящем документе, могут иметь значение удлинения при разрыве, равное по меньшей мере 600% при скорости направляющей головки, равной 1,1 см в минуту; по меньшей мере 700% в других вариантах осуществления; по меньшей мере 800% в других вариантах осуществления и по меньшей мере 900% в еще одной группе других вариантов осуществления.

В некоторых вариантах осуществления полимеры, описанные в настоящем документе, имеют отношение модулей хранения, G'(25°C)/G'(100°C), в диапазоне от 1 до 50; от 1 до 20 в других вариантах осуществления; и от 1 до 10 в дальнейших вариантах осуществления. В некоторых вариантах осуществления полимеры могут иметь компрессионную усадку при 70°С, меньшую 80%; и меньшую 70% в других вариантах осуществления; меньшую 60% в других вариантах осуществления, меньшую 50%, меньшую 40%, до значения компрессионной усадки, равного 0% в других вариантах осуществления.

В некоторых вариантах осуществления интерполимеры этилена с б-олефином могут иметь теплоту плавления, меньшую 85 Дж/г. В других вариантах осуществления интерполимер этилена с альфа-олефином может иметь значение параметра «pellet blocking strength», равное или меньшее 100 фунт/фут² (4800 Па); равное или меньшее 50 фунт/фут² (2400 Па) в других вариантах осуществления; равное или меньшее 5 фунт/фут² (240 Па) и быть на уровне 0 фунт/фут² (0 Па) в еще одной группе других вариантов осуществления.

В некоторых вариантах осуществления блок-сополимеры, полученные с двумя катализаторами, включающие различные количества сомономера, могут иметь массовое отношение блоков, образованных таким образом, в диапазоне от 95:5 до 5