[发明专利]高度接枝的基于乙烯的聚合物、高度接枝的基于乙烯的聚合物组合物和其形成方法

说明书

一种形成官能化的基于乙烯的聚合物组合物的方法包含使至少一个挤出机中的基于乙烯的聚合物组合物与至少一种官能化试剂和至少一种自由基引发剂在大于或等于200℃的熔化温度下反应。以所述官能化的基于乙烯的聚合物组合物的重量计，所述官能化的基于乙烯的聚合物组合物具有小于或等于45的黄度指数(YI)值和大于或等于2.0重量％的官能化含量。

本申请要求2015年12月29日提交的美国临时申请第62/272390号的权益。

背景技术

高度接枝的(例如，大于或等于2.0重量％接枝的官能度)基于乙烯的聚合物，尤其是用马来酸酐(maleic anhydride，MAH)接枝的基于乙烯的共聚物适用于粘合剂配方、用于多层结构的粘结层、用于高度填充或无卤阻燃剂(halogen-free flame retardant，HFFR)配方的偶联剂和聚合物共混物中的增容剂。接枝的(例如MAH)官能度有助于基于乙烯的聚合物与如尼龙、乙烯乙烯醇(ethylene vinyl alcohol，EVOH)和无机填料的极性聚合物的化学相互作用。接枝的官能度还会增加基于乙烯的聚合物的表面极性以改善例如对油漆和印刷油墨的粘附。

例如，已知MAH-接枝的基于乙烯的聚合物可以提高性能，如多层膜中的剥离强度、具有弹性体的聚酰胺和聚酯的共混物中的冲击强度、机械性能(强度/伸长率、耐擦伤性等)、填充系统中的阻燃剂性能和流动特性。此外，特别是关于MAH接枝，高MAH含量(例如，大于或等于2.0重量％)是期望的，因为(1)由于官能团的含量较高，因此高MAH含量增强化学相互作用或(2)高MAH含量允许降低为获得与具有低量接枝的MAH的MAH-接枝的基于乙烯的聚合物相比的相同性能所需的MAH-接枝的基于乙烯的聚合物的含量。

不幸的是，高度接枝的基于乙烯的聚合物倾向于具有较差的凝胶和颜色质量以及较差的流变性。此外，用于制备高度接枝的基于乙烯的聚合物的方法倾向于具有固有的工艺低效率，导致生产率低。因此，具有高(例如，大于或等于2.0重量％)接枝含量的基于乙烯的聚合物对于使用和制造而言并非期望的。例如，使用大于300℃的熔化温度并且不使用自由基引发剂(热接枝)，通过反应性挤出生产的具有大于2.0重量％MAH的马来酸化HDPE是已知的。然而，这些MAH-g-HDPE具有高凝胶含量和高黄度指数，并且以低生产率生产。使用例如过氧化物(参见例如美国公开第2007/0208110(A1)号)的自由基引发剂，也可能将HDPE接枝到高于2.0重量％MAH，但凝胶含量和/或黄度指数是较高的。低凝胶含量在此类材料用作粘结层的膜应用中是尤其重要的。凝胶在膜中呈现为视觉缺陷，并且是不可接受的。具有大于2重量％MAH的马来酸化蜡和具有至多2重量％MAH的马来酸化聚乙烯(polyethylene，PE)也是已知的，并且以间歇法生产，但此类产物限于低分子量产物并且间歇法使用较长的反应时间。

含有大于2.0重量％MAH官能度的三元共聚物是已知的，但通过将MAH并入到聚合物主链中仅获得大于2重量％MAH官能度。此类含MAH的聚合物在某些应用如粘结层中作为接枝MAH聚合物不能很好地发挥作用

具有大于2.0重量％MAH官能度的马来酸化PE也可以通过将PE溶解在溶剂中并且在溶液中接枝来生产，但产物倾向于具有较差的凝胶和颜色质量以及较差的流变性。并且，处理和回收溶剂会增加官能化聚合物制备过程的复杂性和危险。类似地，基于双茂金属的PE和PE共聚物可以使用过氧化物引发的反应性挤出用MAH来接枝，但接枝含量低(低于2.0重量％)。需要具有改进性能的高度接枝的(例如，大于或等于2.0重量％接枝官能化含量)基于乙烯的聚合物和制造此类高度接枝的基于乙烯的聚合物的方法。

发明内容