Композиция бимодального полиэтилена для получения изделий литьем под давлением

Композиция бимодального полиэтилена для получения изделий литьем под давлением

Реферат

Изобретение относится к композиции полиэтилена для получения изделий литьем под давлением, в частности для крышек и укупорочных средств.

Известно применение бимодального полиэтилена при производстве изделий литьем под давлением, таких как крышки и укупорочные средства для бутылок. В этих применениях необходимо использовать полиэтилен высокой плотности (HDPE) для обеспечения достаточной жесткости крышкам.

В ЕР 1146077 А описывается композиция бимодального HDPE для получения изделий литьем под давлением с повышенным модулем Юнга и высоким ESCR, которая включает гомополимер этилена или сополимер этилена с альфа-олефинами, включающая:

i) гомополимер или сополимер этилена с низкой молекулярной массой и

ii) гомополимер или сополимер этилена с высокой молекулярной массой и нуклеирующий агент.

Согласно ЕР 1146077 А самыми эффективными нуклеирующими агентами являются таковые, содержащие органическую группу и полярную группу и которые нерастворимы в HDPE, такие как моно- или поликарбоновые ароматические кислоты или их соли, при этом по существу эффективным нуклеирующим агентом является бензоат натрия.

В ЕР 1278797 А описывается композиция полиолефина, подходящая для получения крышек для бутылок литьем под давлением, включающая полиэтилен с плотностью более чем 940 кг/м³ и по меньшей мере один амид насыщенной жирной кислоты, содержащий от 8 до 30 атомов углерода. Предпочтительно амид насыщенной жирной кислоты представляет бехенамид.

Из предшествующего уровня техники известно, что добавление таких амидов жирной кислоты снижает коэффициент трения, соответственно трение между первым изделием, полученным из полиолефина и другим изделием, которое контактирует с первым, в частности, во избежание трения между полиэтиленовой крышкой и бутылкой для облегчения отвинчивания крышки.

Как указано выше, известно использование мультимодального полиэтилена для получения изделий литьем под давлением.

Литье под давлением может быть использовано для получения широкого ряда изделий, включая изделия, имеющие относительно сложные формы и различные размеры. Литье под давлением подходит, например, для получения таких изделий, как крышки и укупорочные изделия для применения для пищевых продуктов и напитков, таких как, например, бутылки, содержащие газированные и негазированные напитки, или для не пищевого применения, такого как контейнеры для косметических средств и фармацевтических средств.

Цикл литья под давлением может быть разделен на три стадии: заполнение, уплотнение и охлаждение. Для обеспечения повышения эффективности процесса необходимо уменьшить время цикла производства. Уменьшение времени цикла может быть достигнуто отчасти индуцированием в смоле более высокой Тс (температура кристаллизации), что позволяет расплаву смолы отверждаться при более высокой температуре. Это уменьшает необходимое время охлаждения и облегчает извлечение изделия из формы при большей скорости.

Из WO 2005/103132 известно, что применение талька в качестве нуклеирующего агента для линейного полиэтилена с низкой плотностью вызывает повышение температуры кристаллизации, что, таким образом, в дальнейшем приводит к заданному уменьшению времени цикла.

Хотя было сделано много разработок в области, относящейся к полиэтилену, все еще продолжает существовать необходимость в улучшенных композициях полиэтилена, подходящих для получения изделий литьем под давлением, в частности для крышек и укупорочных средств, что позволяет уменьшить и время цикла процесса литья под давлением, и коэффициент трения по сравнению с композициями полиэтилена, известными из предшествующего уровня техники.

Было установлено, что использование бимодального HDPE в комбинации с тальком в качестве нуклеирующего агента и бехенамида в качестве агента, снижающего трение, позволяет получить HDPE литьевую композицию с неожиданным и синергетическим воздействием на температуру кристаллизации и коэффициент трения композиции.

Следовательно, настоящее изобретение в первом аспекте относится к композиции бимодального полиэтилена с высокой плотностью для получения изделий литьем под давлением, включающей:

a) от 92,6 до 99,4 масс.% композиции бимодального полимера с высокой плотностью, включающей гомополимер этилена или сополимер этилена с альфа-олефином (КОМПОНЕНТ А) в комбинации с

b) от 0,5 до 2 масс.% композиции альфа нуклеирующего агента (КОМПОНЕНТ В),

с) от 0,05 до 0,4 масс.% композиции агента, снижающего трение, представляющего амид первичной жирной кислоты (КОМПОНЕНТ С) и

d) от 0,05 до 5 масс.% композиции одной или более добавки, выбранной из антиоксидантов, кислотных акцепторов, пигментов и УФ-стабилизаторов (КОМПОНЕНТ D).

КОМПОНЕНТ А

Следовательно, композиция по настоящему изобретению, представляющая бимодальный полимер с высокой плотностью, включает в качестве первого Компонента А гомополимер этилена или сополимер этилена с альфа-олефином, включающего:

i) гомополимер или сополимер этилена с низкой молекулярной массой и

ii) гомополимер или сополимер этилена с высокой молекулярной массой.

Как правило, композицию полиэтилена, включающую по меньшей мере две фракции полиэтилена, которые получены при различных условиях полимеризации, что в результате приводит к различию фракций по молекулярным массам (среднемассовым) и распределению молекулярных масс, указывают как «мультимодальную».

Следовательно, в этом смысле композиции по настоящему изобретению представляют мультимодальные полиэтилены. Префикс «мульти» относится к числу различных полимерных фракций, из которых состоит композиция. Таким образом, композиция, состоящая только из двух фракций, называется «бимодальной».

Форма кривой распределения молекулярной массы, то есть внешний вид графика массы фракции полимера, как функция его молекулярной массы такого мультимодального полиэтилена покажет два или более максимума или по меньшей мере значительно расширена по сравнению с кривыми отдельных фракций.

Например, если полимер получен при использовании последовательного многостадийного процесса, реакторы полимеризации соединены в серию и в каждом реакторе используют различные условия, каждая из фракций полимеров, полученных в различных реакторах, будет иметь свое собственное распределение молекулярной массы и среднемассовую молекулярную массу. Когда кривая распределения молекулярной массы такого полимера записывается, индивидуальные кривые этих фракций накладываются на кривую распределения молекулярной массы для общего, полученного в результате полимерного продукта, как правило, с получением кривой с двумя или более различными максимумами.

Альфа-олефин указанного выше сополимера этилена с альфа-олефином, соответственно, выбирают из пропилена, 1-бутена, 1-пентена, 1-гексена, 4-метил-1-пентена, 1-октена, 1-децена и циклических олефинов, его содержание, как правило, составляет от 0,1 до 10 масс.%.

Предпочтительные сополимеры представляют 1-бутен и 1-гексен, наиболее предпочтительно 1-бутен. Содержание сополимера предпочтительно составляет от 0,2 до 1,0 масс.%.

Фракции (i) и (ii) обе могут представлять сополимеры этилена или гомополимеры этилена, хотя предпочтительно по меньшей мере одна из фракций представляет сополимер этилена.

Предпочтительно Компонент А включает гомополимер этилена и Компонент сополимера этилена.

Когда один из Компонентов представляет гомополимер этилена, предпочтительно это компонент с более низкой среднемассовой молекулярной массой (Mw), то есть фракция (i).

Фракция с низкой молекулярной массой (i) предпочтительно имеет MFR₂ 10 г/10 минут или более, более предпочтительно 50 г/10 минут или более и наиболее предпочтительно 100 г/10 минут или более.

Дополнительно, фракция (i) предпочтительно имеет MFR₂ 1000 г/10 минут или менее, предпочтительно 800 г/10 минут или менее и наиболее предпочтительно 600 г/10 минут или менее.

Наиболее предпочтительно фракция с низкой молекулярной массой (i) имеет MFR₂ в пределах от 300 до 500 г/10 минут.

Предпочтительно фракция (i) представляет гомополимер этилена с плотностью более чем 960 кг/м³, более предпочтительно более чем от 960 кг/м³ до 980 кг/м³, еще более предпочтительно от 965 кг/м³ до 975 кг/м³.

Гомополимер этилена может содержать следовые количества загрязняющих сомономеров, например сомономеры альфа-олефина. Используемый в описании настоящей патентной заявки термин гомополимер этилена относится к полимеру этилена, содержащему по меньшей мере 99 процентов по массе единиц этилена.

Фракция с более высокой молекулярной массой (ii) предпочтительно представляет гомо- или сомономер этилена с плотностью и MFR₂ ниже, чем для фракции (i). MFR₂ и плотность являются таковыми, что конечный Компонент А имеет заданные свойства, как детально описано ниже.

Наиболее предпочтительно фракция (ii) представляет сополимер.

Дополнительно, предпочтительно массовое соотношение фракции (i) к фракции (ii) в Компоненте А составляет в пределах от 30:70 до 70:30, более предпочтительно от 35:65 до 65:35, наиболее предпочтительно от 40:60 до 60:40.

В случае если здесь даны признаки фракций (i) и/или (ii) композиции по настоящему изобретению, эти показатели, как правило, применимы для случаев, в которых они могут быть непосредственно измерены на соответствующей фракции, например, когда фракция получена отдельно или получена на первой стадии многостадийного процесса.

Однако композиция также может быть и предпочтительно получена при использовании многостадийного процесса, где, например, фракции (i) и (ii) получены на последующих стадиях. В таком случае свойства фракции, полученной на второй стадии (или последующих стадиях) многостадийного процесса, могут быть унаследованы от полимеров, которые получены по отдельности на единственной стадии при применении идентичных условий полимеризации (например, идентичной температуре, парциальном давлении реагентов/разбавителей, суспензионной среде, времени реакции), относящихся к стадии многостадийного процесса, на которой получена фракция, и за счет использования катализатора, с которым ранее не получали полимер. В качестве альтернативы, свойства полученных фракций на более высокой стадии многостадийного процесса также могут быть рассчитаны, например, в соответствии с В. Hagström, Conference on Polymer Processing (The Polymer Processing Society), Extended Abstracts and Final Programme, Gothenburg, August 19 to 21, 1997, 4:13.

Таким образом, хотя на многостадийном процессе нет непосредственно измеряемых продуктов, свойства фракций, полученных на более поздних стадиях таких многостадийных процессов, могут быть определены при использовании одного или обоих указанных выше способов. Специалист в области техники, к которой относится настоящее изобретение, способен выбрать подходящий способ.

Компонент А представляет, как указано выше, бимодальный HDPE.

Плотность Компонента А предпочтительно составляет 930 кг/м³ или более, более предпочтительно составляет 940 кг/м³ или более, еще более предпочтительно составляет 945 кг/м³ или более, еще более предпочтительно составляет 950 кг/м³ или более и наиболее предпочтительно составляет 952 кг/м³ или более.

Дополнительно, плотность Компонента А предпочтительно составляет 980 кг/м³ или менее, более предпочтительно составляет 975 кг/м³ или менее, еще более предпочтительно составляет 965 кг/м³ или менее и наиболее предпочтительно составляет 960 кг/м³ или менее.

Таким образом, полиэтилен с высокой плотностью Компонента А предпочтительно имеет плотность в пределах от 945 до 975 кг/м³ и более предпочтительно от 952 до 960 кг/м³.

Компонент А предпочтительно имеет MFR₂ 0,3 г/10 минут или более, более предпочтительно 0,5 г/10 минут или боле и наиболее предпочтительно 0,8 г/10 минут или более.

Дополнительно, Компонент А предпочтительно имеет MFR₂ 25 г/10 минут или менее, более предпочтительно 15 г/10 минут или менее, еще более предпочтительно 5 г/10 минут или менее и наиболее предпочтительно 2 г/10 минут или менее.

Следовательно, полиэтилен высокой плотности Компонента А предпочтительно имеет MFR₂ в пределах от 0,5 до 5 г/10 минут и более предпочтительно от 0,8 до 2 г/10 минут.

Полиэтилен Компонента А предпочтительно имеет распределение молекулярной массы MWD, представляющее соотношение среднемассовой молекулярной массы Mw и среднечисловой молекулярной массы Mn, 10 или более, более предпочтительно 15 или более, еще более предпочтительно 17 или более, еще более предпочтительно 20 или более и наиболее предпочтительно 22 или более.

Дополнительно, Компонент А имеет MWD 60 или менее, более предпочтительно 40 или менее, еще более предпочтительно 35 или менее и наиболее предпочтительно 30 или менее.

Следовательно, Компонент А предпочтительно имеет MWD в пределах от 10 до 35 и более предпочтительно от 15 до 30.

Для получения полиэтилена высокой плотности Компонента А могут быть использованы различные реакции полимеризации и каталитические системы.

Катализатор полимеризации включает комплексный катализатор из переходного металла, такой как Циглера-Натта (ZN), металлоцены, неметаллоцены, Cr-катализаторы и тому подобное.

В предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения бимодальный HDPE полимер получают при использовании катализатора Циглера-Натта (ZN), например традиционный ZN катализатор.

Предпочтительные катализаторы Циглера-Натта включают компонент переходного металла и активатор. Компонент переходного металла включает металл из труппы 4 или 5 Периодической таблицы (IUPAC) в качестве активного металла. Дополнительно, он может содержать другие металлы или элементы группы 2, 13 и 17. Предпочтительно Компонент переходного металла является твердым. Более предпочтительно он нанесен на подложку, такую как носитель из неорганического оксида, или галогена, или магния. Среди прочего, примеры таких катализаторов приведены в WO 95/35323, WO 01/55230, ЕР 0810235; ЕР 0688794 и WO 99/51646.

В одном варианте воплощения настоящего изобретения катализатор представляет катализатор типа Циглера-Натта, где активные компоненты диспергированы и отверждены на подложке на основе магния при использовании способа эмульсия/отверждение, адаптированного для полиэтиленовых катализаторов, например, в WO 03/106510 Borealis, например, в соответствии с принципами, приведенными в приложенной формуле изобретения.

В другом предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения катализатор представляет не кремниевый катализатор на подложке, то есть активные компоненты не нанесены на внешнюю подложку из кремния. Предпочтительно материал подложки катализатора представляет материал подложки на основе Mg. Примеры таких предпочтительных катализаторов Циглера-Натта описаны в EP 0810235.

В другом предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения композиция полиэтилена получена при использовании ZN катализатора, описанного в ЕР 688794.

Также могут быть использованы традиционные сокатализаторы, подложки, носители, доноры электронов.

Способ, каким получают полиэтилен высокой плоскости Компонента А по настоящему изобретению, не является критическим. Компонент А может быть получен механическим смешиванием отдельных фракций (i) и (ii), смешиванием в реакторе или смешиванием in-situ, комбинациями этих двух процессов или другими средствами, которые позволяют достичь соответствующей гомогенности.

Например, композиция может быть получена механическим смешиванием двух фракций в заданном количестве, например, при использовании традиционных устройств для компаундирования или смешивания, таких как миксер Banbury, 2-вальцовый смолосмеситель, смеситель Buss или двухшнековый экструдер.

Фракции (i) и (ii), используемые для механического смешивания, получены по отдельности при использовании любого традиционного способа гомополимеризации этилена, соответственно, сополимеризации этилена, например, в тазовой фазе, суспензионной фазе, жидкой (в массе) фазе при использовании традиционных реакторов, таких как циркуляционный реактор, газофазный реактор, полупериодический реактор или периодический реактор, в присутствии катализатора полимеризации.

Также композиция может быть получена смешиванием in-situ фракций (i) и (ii). Под смешиванием in-situ с получением бимодального полимера подразумевается, что фракции получены либо одновременно на одностадийной реакции (например, при использовании различных катализаторов) и/или получены в двухстадийном процессе.

Двухстадийный процесс представляет процесс полимеризации, при котором полимер, включающий две фракции, получен с получением каждой фракции на отдельной стадии реакции, как правило, с различными условиями на каждой стадии в присутствии продукта реакции предшествующей стадии, который включает катализатор полимеризации. Реакции полимеризации, используемые на каждой стадии, могут включать традиционные реакции гомополимеризации или сополимеризации этилена.

Такие традиционные реакции гомополимеризации или сополимеризации этилена включают без ограничения газофазную полимеризацию, суспензионную полимеризацию, жидкофазную полимеризацию и их комбинации при использовании традиционных реакторов, например газофазных реакторов, циркуляционных реакторов, реакторов с мешалками и реакторов периодическою действия в сериях или в сериях и параллельно. Система полимеризации, используемая в настоящем изобретении, предпочтительно представляет систему двойной последовательной полимеризации. Примеры систем двойной последовательной полимеризации включают без ограничения газофазную полимеризацию/газофазную полимеризацию; газофазную полимеризацию/жидкофазную полимеризацию; жидкофазную полимеризацию/газофазную полимеризацию; жидкофазную полимеризацию/жидкофазную полимеризацию; суспензионную полимеризацию/суспензионную полимеризацию; жидкофазную полимеризацию/суспензионную полимеризацию; суспензионную полимеризацию/жидкофазную полимеризацию; суспензионную полимеризацию/газофазную полимеризацию и газофазную полимеризацию/суспензионную полимеризацию.

Предпочтительно системы двойной последовательной полимеризации представляют жидкофазную полимеризацию/жидкофазную полимеризацию, суспензионную полимеризацию/суспензионную полимеризацию, газофазную полимеризацию/газофазную полимеризацию или суспензионную полимеризацию/газофазную полимеризацию.

Первый компонент, то есть полимер этилена с низкой молекулярной массой (фракция (i)), может быть получен на первой стадии системы двойной последовательной полимеризации, а второй компонент, то есть полимер этилена с высокой молекулярной массой (фракция (ii)), может быть получен на второй стадии системы двойной последовательной полимеризации. В качестве альтернативы, второй компонент, то есть полимер этилена с высокой молекулярной массой (фракция (ii)), может быть получен на первой стадии системы двойной последовательной полимеризации, а первый компонент, то есть полимер этилена с низкой молекулярной массой (фракция (i)), может быть получен на второй стадии системы двойной последовательной полимеризации

Для целей настоящего изобретения, реактор, в котором условия приспособлены для получения первого компонента, известен как первый реактор. В качестве альтернативы, реактор, в котором условия, приспособлены для получения второго компонента, известен как второй реактор.

Предпочтительно основные стадии полимеризации многостадийного процесса получения композиции по настоящему изобретению представляют описанные в ЕР 517868, то есть получение фракций (i) и (ii) проводят, как комбинацию суспензионной полимеризации для фракции (i)/газофазной полимеризации для фракции (ii). Суспензионную полимеризацию предпочтительно проводят в так называемом циркуляционном реакторе. Дополнительно, предпочтительно стадия суспензионной полимеризации предшествует газофазной стадии. Такой многостадийный процесс известен под названием Borstar® РЕ процесс.

Другой предпочтительный многостадийный процесс получения композиции по настоящему изобретению представляет двойной процесс в суспензионном реакторе Mitsui СХ или Hostalen.

В некоторых случаях и преимущественно основным стадиям полимеризации может предшествовать преполимеризация, при которой получают вплоть 20% по массе, предпочтительно от 1 до 10% по массе, более предпочтительно от 1 до 5% по массе от общей массы композиции. Предпочтительно преполимер представляет гомополимер этилена (РЕ высокой плотности). При преполимеризации предпочтительно весь катализатор загружают в циркуляционный реактор и проводят суспензионную преполимеризацию. Такая преполимеризация приводит к получению менее мелких частиц в последующих реакторах и большей гомогенности конечного продукта.

Полученный в результате конечный продукт состоит из однородной смеси полимеров из двух основных реакторов, различные кривые распределения молекулярных масс этих полимеров вместе образует кривую распределения молекулярной массы с широким максимумом, то есть конечный продукт представляет смесь бимодального полимера.

Предпочтительно, чтобы основа из смолы, то есть полностью все полимерные составляющие композиции по настоящему изобретению, представляли смесь бимодального полиэтилена, состоящую из фракций (i) и (ii), необязательно включающих небольшую фракцию преполимеризации в указанном выше количестве.

Также предпочтительно, чтобы эта смесь бимодального полимера была получена полимеризацией, как указано выше, при различных условиях полимеризации в двух реакторах полимеризации, соединенных в серию. Благодаря гибкости условий реакций, таким образом, наиболее предпочтительно, чтобы полимеризацию проводили в комбинации циркуляционный реактор/газофазный реактор или в комбинации суспензионный реактор с мешалкой/суспензионный реактор с мешалкой.

Предпочтительно условия полимеризации в предпочтительном двухстадийном способе выбирают таким образом, чтобы полимер со сравнительно низкой молекулярной массой, полученный на одной стадии, предпочтительно первой стадии, не содержал сомономер ввиду высокого содержания ОПЦ-агента (газообразный водород), при этом полимер с высокой молекулярной массой, полученный на другой стадии, предпочтительно второй стадии, содержал сомономер. Однако порядок этих стадий может быть обратным.

Компонент А может быть первым компаундирован с Компонентом D.

Эта композиция указана как Компонент А'.

Композиция А' имеет сопротивление растрескиванию под воздействием окружающей среды ESCR (ASTM D-1693, Condition В, 10% Igepal) 40 ч или более, предпочтительно 60 ч или более, более предпочтительно 80 ч или более, еще более предпочтительно 100 ч или более и наиболее предпочтительно 200 ч или более.

ESCR Композиции А' может составлять вплоть до 300 ч или даже вплоть до 400 ч.

Предпочтительно ESCR Композиции А' составляет в пределах от 100 ч до 400 ч, предпочтительно от 200 до 300 ч.

Предпочтительно Компонент А' по настоящему изобретению имеет модуль упругости по меньшей мере 800 мПа, более предпочтительно по меньшей мере 825 мПа, более предпочтительно по меньшей мере 850 мПа и наиболее предпочтительно по меньшей мере 900 мПа.

Как правило, верхний предел модуля упругости составляет 1000 мПа или даже 1200 мПа.

Как правило, пределы модуля упругости составляют от 850 до 1200 мПа, предпочтительно от 900 до 1000 мПа.

Предпочтительно Компонент A' по настоящему изобретению имеет ударную вязкость с надрезом по Шарпи (23°С) 4 кДж/м² или более, более предпочтительно 5 кДж/м² или более, еще более предпочтительно 7 кДж/м² или более и наиболее предпочтительно 8 кДж/м² или более.

Дополнительно Компонент А' имеет ударную вязкость с надрезом по Шарпи (23°С) вплоть до 15 кДж/м² или даже вплоть до 20 кДж/м³.

Предпочтительно Компонент A' имеет ударную вязкость с надрезом по Шарпи (23°С) в пределах от 7 до 20 кДж/м³, предпочтительно в пределах от 8 до 15 кДж/м².

Дополнительно Компонент А' предпочтительно имеет ударную вязкость с надрезом по Шарпи (-20°С) 2 кДж/м² или более, более предпочтительно 2,5 кДж/м² или более, еще более предпочтительно 3 кДж/м² или более и наиболее предпочтительно 3,5 кДж/м² или более.

Компонент А' имеет ударную вязкость с надрезом по Шарпи (-20°С) вплоть до 8 кДж/м², более предпочтительно вплоть до 10 кДж/м².

Предпочтительно Компонент А' имеет ударную вязкость с надрезом по Шарпи (-20°С) в пределах от 3 до 10 кДж/м³, предпочтительно в пределах от 3,5 до 8 кДж/м².

КОМПОНЕНТ В

Дополнительно композиция по настоящему изобретению содержит альфа-нуклеирующий агент.

Примеры подходящих альфа-нуклеирующих агентов представляют

- неорганические добавки, такие как тальк, кремний или каолин;

- соли монокарбоновых кислот или поликарбоновых кислот, например бензоат натрия или третбутилбензоат алюминия;

- дибензилиденсорбит или его C₁-C₈-алкил замещенные производные, такие как метилдибензилиденсорбит, этилдибензилиденсорбит или диметилдибензилиденсорбит;

- соли сложных диэфиров фосфорной кислоты, например натрия 2,2'-метиленбис(4,6,-ди-третбутилфенил)фосфат или алюминия-гидрокси бис[2,2'-метилен-бис(4,6-ди-t бутилфенил)фосфат;

- производные нонита, такие как 1,2,3-тридеокси-4,6:5,7-бис-O[(4-пропилфенил)метилен]-нонит, или

- винилциклоалкановый полимер и винилалкановый полимер.

Предпочтительными альфа-нуклеирующими агентами являются неорганические альфа нуклеирующие агенты, более предпочтительно в качестве нуклеирующего агента используют тальк.

Могут быть использованы различные типы талька, такой как тальк с высоким соотношением геометрических размеров тонкоизмельченного талька и прессованного талька, или их смеси.

Перед компаундированием используемый тальк имеет размер частиц d95 50 микрометров или менее, предпочтительно 25 микрометров или менее и наиболее предпочтительно 15 микрометров или менее, как измерено при использовании лазерной дифракции согласно ISO 13320-1:1999.

Предпочтительно размер частиц d95 перед компаундированием Компонента В предпочтительно составляет не менее 1 микрометра, более предпочтительно не менее чем 2 микрометра, как измерено при использовании лазерной дифракции согласно ISO 13320-1:1999.

Дополнительно, средний размер частиц d50 может быть выбран в пределах от 0,5 до 40 µм, предпочтительно от 0,7 до 20 µм и более предпочтительно от 1,0 до 10 µм, как измерено при использовании лазерной дифракции согласно ISO 13320-1:1999

Средний (или медианный) размер частиц представляет диаметр частиц, где 50% частиц больше и 50% меньше. Его указывают как d50 или D50.

Предпочтительно тальк имеет удельную поверхность (BET) перед компаундированием по меньшей мере 5,0 м²/г, более предпочтительно по меньшей мере 7,0 м²/г и наиболее предпочтительно по меньшей мере 9,0 м²/г, как определено согласно DIN 66131/2. Указанная удельная поверхность, как правило, не превышает 100,0 м²/г.

Предпочтительно тальк имеет среднее соотношение геометрических размеров перед компаундированием, определенное как соотношение между самым большим и самым маленьким средними размерами талька перед компаундированием композиции полипропилена по меньшей мере 5,0; еще более предпочтительно по меньшей мере 7,5 и наиболее предпочтительно по меньшей мере 10,0. Как правило, среднее соотношение геометрических размеров не превышает 50,0.

Среднее соотношение геометрических размеров измеряют согласно способу, детально описанному в экспериментальной части.

Перед добавлением тальк может быть обработан различными агентами для обработки поверхности, такими как органические титанатные аппретирующие агенты, силановые аппретирующие агенты, жирные кислоты, соли металлов жирных кислот, эфиры жирных кислот и тому подобное, способом, известным из предшествующею уровня техники. Также тальк может быть добавлен без проведения обработки поверхности.

Предпочтительно тальк добавляют без проведения обработки поверхности.

Примерами подходящих коммерчески доступных тальков являются Tital 15 (Ankerport), Tital 10 (Ankerport), Luzenac A7 (Luzenac), Jetfine 3CA (Luccnac, Rio Tinto), HAR T84 (Lucenac, Rio Tinto) и тому подобное.

КОМПОНЕНТ С

Композиция по настоящему изобретению дополнительно содержит агент, снижающий трение, который в случае настоящего изобретения представляет амид первичной жирной кислоты.

Предпочтительно амид первичной жирной кислоты выбирают из амидов линейных насыщенных жирных кислот, содержащих от 10 до 25 атомов углерода, и их смесей.

Следовательно, агент, снижающий трение, предпочтительно выбирают из группы, состоящей из:

цис-13-докозаенового амида или эрукамида (каталожный №112-84-5; 337,6 г/моль),

цис-9-октадеценоамида или олеамида (каталожный №301-02-0; 281,5 г/моль),

октадеканоиламида или стеарамида (каталожный №124-26-5; 283,5 г/моль),

докозанамида или бехенамида (каталожный №3061-75-4; 339,5 г/моль),

N,N'-этилен-бис-стеарамида (каталожный №110-30-5; 588 г/моль),

N-октадецил-13-докозаенамида (каталожный №10094-45-8; 590 г/моль) и

олеилпальмитамида (каталожный №16260-09-6; 503 г/моль).

По существу предпочтительными являются бехенамид и/или эрукамид; более предпочтительно используют бехенамид.

КОМПОНЕНТ D

Композиция по настоящему изобретению дополнительно содержит одну или более добавку, выбранную из антиоксидантов, кислотных акцепторов, пигментов и УФ-стабилизаторов.

Предпочтительно в качестве Компонента D используют антиоксидант и/или кислотный акцептор.

Антиоксиданты (АО) могут быть выбраны из группы, состоящей из стерически затрудненных фенолов, фосфитов/фосфонитов, серосодержащих АО, лактона, ароматических аминов, стабилизаторов из затрудненных аминов (главным образом известных как UV-стабилизаторы), HAS или их смесей.

Как правило, для защиты полимеров от термического и/или окислительного разрушения используют антиоксиданты, такие как Irgafos® 168, Irganox® 1010 или Doverphos® S-9228. Irganox® 1010 представляет тетракис(метилен(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксигидроциннамат), который коммерчески доступен от Ciba Geigy Inc. Irgafos® 168 представляет трис(2,4 ди-трет-бутилфенил)фосфит, который коммерчески доступен от Ciba Geigy Inc.

Doverphos® S-9228 представляет бис(2,4-дикумилфенил)пентаэритрит дифосфит, который коммерчески доступен от Dover Chemicals.

Примеры плодходящих кислотных акцепторов могут быть выбраны из группы стеарата Са, 12-гидрокси стеарата кальция, стеарата натрия, стеарата цинка, оксида магния, оксида цинка, синтетического гидротальцита и тому подобного.

Предпочтительным используемым кислотным акцептором является стеарат кальция.

КОМПОЗИЦИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ

Композиция полиэтилена высокой плотности по настоящему изобретению включает дополнительно к Компоненту А и Компоненту D Компонент В и Компонент С.

Следовательно, композиция полиэтилена высокой плотности по настоящему изобретению включает в качестве Компонента А бимодальный компонент высокой плотности, в качестве Компонента В альфа-нуклеирующий агент, в качестве Компонента С агент, снижающий трение, а в качестве Компонента D одну или более добавку, выбранную из антиоксидантов, кислотных акцепторов, пигментов и УФ-стабилизаторов; более детально компоненты описаны выше.

Предпочтительно композиция полиэтилена с высокой плотностью по настоящему изобретению включает в качестве Компонента А бимодальный компонент с высокой плотностью, в качестве Компонента В тальк, в качестве Компонента С бехенамид и в качестве Компонента D антиоксидант в комбинации с кислотным акцептором.

Компонент А присутствует в количестве от 92,6 до 99,4 масс.% композиции;

Компонент В присутствует в количестве от 0,5 до 2 масс.%, предпочтительно от 0,6 до 1,8 масс.%, более предпочтительно от 0,7 до 1,7 масс.% и наиболее предпочтительно от 0,8 до 1,5 масс.% композиции;

Компонент С присутствует в количестве от 0,05 до 0,4 масс.%, предпочтительно от 0,06 до 0,3 масс.% и более предпочтительно от 0,07 до 0,25 масс.%;

Компонент D присутствует в количестве от 0,05 до 5 масс.%, предпочтительно от 0,06 до 4 масс.%, более предпочтительно от 0,07 до 3 масс.% композиции; при этом количество каждой введенной добавки предпочтительно составляет в пределах от 0,05 до 0,2 масс.% и более предпочтительно в пределах от 0,07 до 0,1 масс.%.

При получении композиции по настоящему изобретению предпочтительно стадию компаундирования проводят, когда Компонент А, представляющий основу из смол, то есть смесь, которая, как правило, получена как порошкообразная основа смол из реактора, экструдируют в экструдере и затем гранулируют способом, известным из предшествующего уровня техники.

Предпочтительно добавки, включая Компоненты В, С и D, смешивают с получением основы из смолы перед или во время экструзии на одностадийном процессе компаундирования. В качестве альтернативы, может быть получена маточная смесь, где основу из смол сначала смешивают только с некоторыми из добавок.

Предпочтительно Компонент А по настоящему изобретению, полученный из реактора, компаундируют в экструдере вместе с добавками способом, известным из предшествующего уровня техники.

Экструдер может представлять, например, традиционно используемый экструдер. В качестве примера экструдера для стадии компаундирования по настоящему изобретению может быть использован экструдер, доступный от Japan steel works, Kobe steel или Farrel-Pomini, например JSW 460P.

Как правило, полимерные материалы из экструдера получают в форме гранул. Затем эти гранулы предпочтительно подвергают дальнейшей обработке литьем под давлением с получением изделий и продуктов из соединений термопластичного полиолефина по настоящему изобретению.

ПРЕИМУЩЕСТВА

Композиция по настоящему изобретению включает бимодальный HDPE, альфа-нуклеирующий агент, предпочтительно тальк, и агент, снижающий трение, предпочтительно бехенамид. Эта комбинация демонстрирует неожиданное и синергетическое воздействие на температуру кристаллизации и коэффициент трения композиции.

Из предшествующего уровня техники известно, что температура кристаллизации полиолефинов, как правило, может быть увеличена добавлением нуклеирующих агентов. Дополнительно, увеличение температуры кристаллизации позволяет уменьшить время процесса (время цикла) при получении конечных изделий из расплавленного полимера.

Как описано в WO 2005/103132, известно применение талька в качестве нуклеирующего агента в линейном с низкой плотностью полиэтилене, и было обнаружено, что он вызывает повышение температуры кристаллизации.

Неожиданно применение комбинации нуклеирующего агента и агента, снижающего трение, предпочтительно комбинации талька и бехенамида, вызывает значительное повышение температуры кристаллизации по сравнению с использованием только одного нуклеирующего агента, в частности талька, и по сравнению с применением только одного агента, снижающего трение, в частности бехенамида.

Следовательно, в другом варианте воплощения настоящего изобретения применяют комбинацию нуклеирующего агента, в частности талька, и агента, снижающего трение, в частности бехенамида, для увеличения температуры кристаллизации бимодального HDPE по меньшей мере на 2°С, предпочтительно по меньшей мере на 2,5°С.

Дополнительно, известно, что добавление агента, снижающего коэффициент трения (COF), может быть уменьшено для оптимизации свойств агента, снижающего трение в полимерных композициях, и следовательно, для облегчения отвинчивания крышки.

Неожиданно при применении комбинации нуклеирующего агента, в частности талька, и агента, снижающего трение, в частности бехенамида, было обнаружено значительное снижение COF по сравнению с использованием только одного нуклеирующего агента, в частности талька, и по сравнению с применением только одного агента, снижающего трение, в частности бехенамида.

COF материала представляет показатель сопротивления одного материала относительно другого материала при трении.

Трение измеряют согласно ISO 8295 и определяют как сопротивление двух контактирующих друг с другом поверхностей при скольжении. Различают статическое трение, которое должно быть преодолено в момент скольжения, и динамическое трение, которое сохраняется в момент скольжения при заданной скорости.

Следовательно, в другом варианте воплощения