[发明专利]具有可变密度的聚烯烃组合物及其制造和应用方法

说明书

发明领域

一般说，本发明涉及具有可变密度性能的聚烯烃组合物及其制造和应用的方法。更具体地说，本发明涉及密度调节剂的应用，和以一种优选形式涉及包含这类密度调节剂的、以二聚环戊二烯(DCPD)和其它环状烯烃为基础的聚合物基组合物。

发明背景

在过去的25年内，研究工作已能够说明过渡金属络合物催化的烯烃易位反应。尤其是，已经发现某些钌或锇卡宾化合物作为烯烃易位反应的有效催化剂，如开环易位聚合(ROMP)。这些易位催化剂的例子前已叙述在，例如，美国专利No.5,312,940、5,342,909、5,728,917、5,710,298、5,831,108和6,001,909；PCT公开WO97/20865、WO97/29135和WO99/51344；美国专利临时申请No.60/142,713,1999年7月7日提交，标题为“采用咪唑烷基金属卡宾易位催化剂的ROMP反应”；以及Fürstner、Picquet、Bruneau和Dixneuf在化学通讯(Chemical Communications)1998年第1315～1316页所发表的内容；在此引入上述各篇的公开内容作为参考。

在许多应用中，经密度调节的聚合物组合物是有利的，尤其是在聚合物制件或制品的“重量”或“平衡”有严格要求的地方。例如，经密度调节的聚合物对于制造运动和娱乐以及船舶工业设备来说是有用的材料，特别是需要致密质重的制品或者低密度轻质泡沫塑料制品的情况。在传统上，已经使用许多密度调节添加剂来完成这种变化。但是，在将这些传统密度调节剂与典型热固性或热塑性树脂一起使用时，出现许多限制或问题。传统热固性树脂体系缺少固有韧性，一旦采用传统密度调节剂填充，在性能上就变得更脆。而且，这些传统树脂的粘度高，这有碍于使用高含量密度调节剂，或者有碍于制造无空隙制品。因此，不可能在没有因所制造的制品的脆性或空隙含量增加而急剧降低实用价值的条件下，将聚合物的某些物理性能所提供的性能优点与在宽范围内改变聚合物组合物的密度的能力相结合。

从以上所述来看，存在着对下述聚合物组合物及自其制造的制品的需求，即，其可配制成具有可变密度，以用于广阔的工业应用，尤其是涉及运动、娱乐和船舶工业。

发明概述

本发明涉及具有可变密度的新型聚烯烃组合物，以及制造和应用这些组合物的方法。特别是，本发明提供可以加到聚烯烃树脂中的密度调节剂。我们现已发现，在将这些密度调节剂与所选择范围的聚合物材料一起使用时，所述调节剂能够可控制地调节所得聚烯烃制品的密度或“重量”。这些改性的聚烯烃组合物在许多应用和产品中是有用的，尤其是运动、娱乐和船舶领域的制品。

在某些优选实施方案中，本发明的聚烯烃组合物是通过采用金属催化剂体系进行二聚环戊二烯(DCPD)和相关的环状烯烃的开环易位聚合(ROMP)来制备的。已经发现钌或锇卡宾化合物作为诸如ROMP等的烯烃易位反应的有效催化剂。这些金属卡宾易位催化剂前已叙述在例如，美国专利No.5,312,940、5,342,909、5,728,917、5,710,298、5，831,108和6,001,909；PCT公开WO97/20865、WO97/29135和WO99/51344；美国专利临时申请No.60/142,713,1999年7月7日提交，标题为“采用咪唑烷基金属卡宾易位催化剂的ROMP反应”；以及Fürstner、Picquet、Bruneau和Dixneuf在化学通讯(ChemicalCommunications)1998年第1315～1316页所发表的内容；在此引入上述各篇的公开内容作为参考。

可以采用上述易位催化剂进行聚合的烯烃单体的例子包括二聚环戊二烯(DCPD)和其它环烯烃化合物。聚合物组合物和自其制造的制品或零件在各种用途中是实用的，因为它们具有独特的物理性能并且易进行加工。特别是，DCPD基聚合物(聚-DCPD)组合物显示了在需要韧性、硬度、可变密度、和/或耐腐蚀性结合的应用方面的前途。此外，DCPD基组合物具有低粘度，使这些树脂特别适于制造复杂的形状和复合材料。