196618. lajstromszámú szabadalom • Etilén alfa olefin kopolimert és nagynyomású etilén polimert tartalmazó kompozíciók, filmek előállítására
1 196 618 2 A találmány tárgya nagynyomású etilén polimert, valamint etilén/a-olefin kopolimert tartalmazó kompozíciók filmek előállítására. Jelenleg is ismertek nagynyomású eljárással előállított polietilént és kisnyomású eljárással előállított etilén/a-olefin kopolimert tartalmazó készítmények. fgy például a 0 006 110 szánni európai szabadalmi leírás 5—500 mikron vastagságú filmeket ismertet, s ezeket olyan készítményekből extrudálják, amelyek 1—20 tömegszázalék, 0,2—5 dkg/perc olvadási indexű nagynyomású eljárással előállított polietilént és 80-99 tömegszázalék, 0,912-0,940-103 kg/m3 sűrűségű, 0,1—5 dkg/perc olvadási indexű kopolimert tartalmaznak, s a kopolimer polidiszperzitási indexe [azaz az átlagos molekulatömeg tömeg és szám szerint mért értékének viszonya] 2,7 és 4,1 között van, és telítetlenségi foka 1000 szénatomra számítva 0,1 — 0,3 kettős kötés. E készítmények kopolimer komponensét kis nyomáson (1-106~7-106 Pa), alacsony hőmérsékleten (30— 115°C) állítják elő. Az ilyen típusú kopolimerek szerkezete — amint ezt az 1 604 980 számú francia szabadalmi leírásban közük — tökéletesen homogén. A 2 481 709 számú francia szabadalmi leírás hasonlóképpen egy olyan keveréket ismertet, amely (a) 30-80 tömegszázalék, etilénből és 3—12 szénatomos Q-olefmb.ől álló, 0,945-103 kg/m3 értéknél kisebb sűrűségű, l30°C-on 1.7 10 dl/g belső viszkozitású kopolimert és (b) 20 -70 tömegszázalék, 0,915-0,935-103 kg/m3 sűrűségű 135 °C-on 1,3-10"1 m3/kg értéknél kisebb belső viszkozitású, nagynyomású eljárással készült polietilént tartalmaz. Megjegyezzük, hogy egy ilyen típusú etilcn/a-olcfin kopolimer esetében egy 130°C-on l,7-10_l m3/kg értéknél nagyobb belső viszkozitási érték 0,3 dkg/ perc-nél kisebb olvadási indexnek felei meg (az ASTM Standard Specification D 1328—73 értelmében). Végül a 3 176 052 számú Egyesült Államok beli szabadalmi leírás olyan homogén keveréket ismertet, amely (a) 5-75 tömegszázalék 0,91-0,94-103 kg/m3 sűrűségű nagynyomású polietilént és (b) 25-95 tömegszázalék0,92-103 kg/m3-né! nagyobb sűrűségű, 0,1-10 dkg/perc olvadási indexű etüén/a-olefm kopolimert tartalmaz. E szabadalmi leírás szerint az ilyen típusú keverékből extrudálássai készült film felületi fényessége a keverék bármelyik komponensének extrudálásával előállított fijmek felületi fényességével összehasonlítva — annál kedvezőbb, minél magasabb a nagynyomású polietilén olvadási indexe (a példák szerint 3—10 dkg/perc), és minél alacsonyabb az etilén/a-olefin kopolimer olvadási idexe (a példák szerint 0,5—1,4 dkg/perc) a nagynyomású polietilénhez viszonyítva. Ismeretesek továbbá olyan filmek is, amelyeket nagynyomású polietilénből extrudálnak, és vastagságuk általában legalább 20 mikron. Meglepő módon azt találtuk, hogy előnyösek azok a kompozíciók, amelyek 2 -25 tömegszázalék szabad gyökös iniciálással előállított polietilént és 75—98 tömegszázalék etilénből és legalább négy szénatomos a-olefinból álló kopolimert tartalmaznak. Az ilyen típusú készítmények lehetővé teszik olyan filmek készítését, amelyek vastagsága 20 mikron vagy ennél kisebb és egyes tulajdonságaik kedvezőbbek, mint a keverék bármelyik komponensének sajátságai, s egyszersmind lehetővé teszik a technika jelenlegi állása szerint szükséges korlátozások és megszorítások elkerülését. így például nem szükséges, hogy egy ilyen típusú kompozíció etilén/a-olefin kopolimer komponensének a polidiszperzitási indexe 2,7 és 4,1 között legyen, nem szükséges továbbá az sem, hogy összes telítetlenségi foka 1000 szénatomra számítva 0,1-0,3 kettőskötésű legyen. Hasonlóképpen — eltérően a 2 481 709 számú francia szabadalmi leírás közlésétől — nem szükséges, hogy egy ilyen típusú kompozíció etilén/a-olefin kopolimerjének olvadási indexe 0,3 dkg/perc-nél kevesebb legyen (általában, az ismert kopolimcriznciós eljárások túlnyomó többségében nehéz egy ilyen értékű Index megvalósítása). A találmány tárgya tehát olyan etilén polimer és etilén/a olefin kopolimer alapú, 5—100 /mi vastagságú filmek előállítására alkalmas kompozíció, amely 2-25 tömegszázalék, szabad gyökös iniciálással előállított, 0,91 0,94-103 kg/m3 sűrűségű, 0,2-2,5 dkg/perc olvadási indexű etilén polimert és 75—98 tömegszázalék, etilénből és legalább ncgyszénatomos a-olefmből álló, 0,905-0,940-103 kg/ni3 sűrűségű, 0,5-1,2 dkg/perc olvadási indexű kopolimert tartalmaz, amelynek kopolimer részében nz a-olcfin egységek részaránya 1—8 mólszázaiék, a-oicfinkéut I-imfiéni tartalmaz, — a polidiszperzitási indexe 3—4 közötti érték, — az a-olefin egységek eloszlása heterogén, — kristályos és amorf frakciók is vannak, — az a-olefin egységek részaránya — a figyelembe vett frakcióktól függően - átlagos részarányuknak legalább ötödrésze és legfeljebb ötszöröse, — a kristályos frakcióknak egyetlen olvadási csúcsuk van 118 °C és 130 °C között, és ezek a kristályos frakciók a kopolimer teljes mennyiségének 20— 50 tömegszázalékát képviselik, — az etilén/a-olefin kopolimer molekulatömege 15000-60000 közötti érték, és — telítetlenségi foka 1000 szénatomra számítva 0,25-0,50 kéttőskötés. E leírásunk további részében a „kopolimer” fogalmat használjuk olyan binér polimerek megjelölésére, amelyek az etilénen kívül egyetlen a-olefint tartalmaznak, továbbá olyan terrier polimerek megjelölésére, amelyek az etilénen kívül két a-olefint tartalmaznak. Azokra a kopolimerekre, amelyeket a találmány szerint alkalmazunk, jellemző továbbá, hogy átlagos molekulatömegük 15000 és 60000 között van ás polidiszperzitási indexük 3 és 4 közötti érték. Az átlagos molekulatömegen a molekulatömeg számszerinti átlagértékét, („Mn”), polidiszperzitási indexen pedig az Mw/Mn arányt, azaz az átlagos molekulatömeg tömeg szerinti és molekulaszám szerinti viszányát értjük. A találmány szerinti megfogalmazásban szabad gyökös iniciálással előállított etilén polimeren olyan terméket értünk, amely nagy nyomáson (általában 1 • 10® -4-108 Pa, magas hőmérsékleten (140- 350 °C), szabad gyök-iniciátor (például oxigén, per-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
