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包含氢化蓖麻油的热塑性聚合物组合物、制备方法、以及由其制备的非迁移制品技术

技术编号:11783201 阅读:112 留言:0更新日期:2015-07-27 23:39
本发明专利技术提供了聚合物-氢化蓖麻油组合物,其包含热塑性聚合物和氢化蓖麻油的紧密掺加物。本发明专利技术还提供了制备和使用聚合物-氢化蓖麻油组合物的方法,以及由其制备的非迁移制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热塑性聚合物组合物,其包含热塑性聚合物和氢化蓖麻油的紧密掺加 物。本专利技术还涉及制备此类组合物的方法以及由其制备的非迀移制品。
技术介绍
热塑性聚合物,诸如聚丙烯和聚乙烯的特征在于相对高的分子量。主要由长直链 聚合物分子组成的热塑性塑料具有很少的交联或不具有交联。当施加热能(即加热)时, 其变软或甚至变成液体,从而使得热塑性聚合物能够成型。当软化或熔融时,热塑性聚合物 可例如通过挤出或注塑来加工。在冷却时,热塑性聚合物通常形成结晶结构,以产生平滑表 面光洁度和显著的结构强度。 可通过将热塑性塑料与其它组分共混来调节热塑性聚合物的材料特性从而满足 具体应用的需要。例如,可将增塑剂加入热塑性聚合物中以使材料在较低温度下保持柔性。 制品如塑性汽车部件可由此类混合物制成以防止在寒冷气候中断裂。 因为热塑性聚合物可在材料特性没有变化的情况下重复熔融和重复使用,所以这 些聚合物可主动再循环。例如,具有树脂识别(例如循环利用)代码的饮料瓶和家用容器 通常是热塑性聚合物。这些容器可被研磨碎片、熔融、精炼以除去杂质,并作为回收材料重 复使用。 出于包括成本、强度、再循环使用的能力以及制剂柔韧性的原因,热塑性聚合物被 广泛用于多种应用中。然而,虽然其具有极大的通用性,但热塑性聚合物可造成配制以及加 工的挑战。当制备对配制和/或加工波动高度敏感的产品形式如熔纺纤维时,尤其如此。 热塑性聚合物通常具有较高分子量,其对应于给定温度下的较高粘度和较低熔体 流动速率。在一些情况下,这些较低熔体流动速率可导致较低的制造输出并可使大规模商 业生产禁止。为增加熔体流动,可增加挤出机温度和/或压力,但这常导致不均匀剪切应 力、不一致熔体流动、气泡不稳定性、材料的粘着或滑移、和/或整个挤出机中的不均匀材 料应变,导致具有不规则性、变形和扭曲的劣质挤出物,这甚至可导致挤出物在离开时断 裂。另外,高温可潜在地使热塑性熔体燃烧,并且过度的压力可破坏挤出机的结构完整性, 导致其破裂、裂漏或断裂。 另选地,制剂中可包括粘度改性添加剂诸如稀释剂以有助于增加熔体流动,减少 粘度,和/或使剪切应力平均。然而,存在对可使用的添加剂量的限制,因为这些添加剂趋 于迀移到聚合物的表面上,导致起霜,所述起霜可使得热塑性塑料对于其预期用途而言不 可接受。例如,稀释剂迀移可使得热塑性制品看起来或感觉滑腻、污染其所接触的其它材 料、妨碍粘附性和/或使进一步加工如热封闭或表面印刷有问题。 即时使用此类稀释剂,现有制品也仅利用热塑性材料聚丙烯作为微量组成组分。 另外,现有制品要求在稍后的加工期间移除稀释剂,以防止其迀移。除去稀释剂不仅使附加 加工和废料处理成为必要,然而还可导致其它期望的添加剂如染料、颜料和/或香料的移 除。 例如,美国专利3, 093, 612描述了聚丙烯与各种脂肪酸的组合,其中将从脂肪酸 最终复合材料中移除。科学文章J. Apply. Polym.Sci 82(1)第169-177页(2001)公开了对 聚丙烯使用稀释剂以热致相分离以形成开放并且较大的蜂窝状结构,但是聚合物比率低, 其中随后将稀释剂从最终结构中移除。科学文章J. Apply. Polym. Sci 105 (4)第2000-2007 页(2007)公开了微孔膜,所述微孔膜经由热致相分离,用邻苯二甲酸二丁酯和大豆油混合 物以及聚丙稀微量组分制得。稀释剂从最终结构中移除。科学文章Journal of Membrane Science 108(1-2)第25-36页(1995)公开了中空纤维微孔膜,所述中空纤维微孔膜使用大 豆油和聚丙烯混合物以及聚丙烯微量组分,并且采用热致相分离制得,获得所期望的膜结 构。稀释剂从最终结构中移除。 因此,存在对于非迀移高分子量热塑性塑料的需要,所述热塑性塑料可以工业规 模容易地制造而不需要稀释剂移除。
技术实现思路
本专利技术提供了非迀移聚合物-氢化蓖麻油("HC0")组合物,其包含以下物质的紧 密掺加物:(a)热塑性聚合物;和(b)HCO,其中HC0具有大于65°C的熔点。HC0在固体热塑 性聚合物中具有小于10 um的液滴尺寸。另选地,所述液滴尺寸可小于5 y m,小于1 y m,或 小于500nm。所述组合物可包含以所述组合物的总重量计5重量%至50重量%的HC0,或 10-50 %,或 15-50 %,或 20-50 %,或 30-50 % 的 HC0。 热塑性聚合物可包括例如聚烯烃、聚酯、聚酰胺、它们的共聚物、或它们的组合。热 塑性聚合物的其它例子包括聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯共聚物、聚乙烯共聚物、聚对苯二甲酸 乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、多羟基链烷酸酯、聚酰胺-6、聚酰胺-6, 6、或它 们的组合。 在一些组合物中,热塑性聚合物包括聚丙烯。例如,热塑性聚合物可包含以存在于 所述组合物中的热塑性聚合物的总重量计1%至100%的聚丙烯,大于50%的聚丙烯,55% 至100%的聚丙烯,60%至100%的聚丙烯,或60%至95%的聚丙烯。所述聚丙烯可具有例 如 10kDa 至 1,OOOkDa 的重均分子量,和大于 0? 25g/10min,或 0? 25g/10min 至 2000g/10min, 或 lg/10min 至 500g/10min,或 5g/10min 至 250g/10min,或 5g/10min 至 100g/10min 的恪 体流动指数。 另外,热塑性聚合物可源自生物基材料。例如,聚合物-HC0组合物可包含以所述 聚合物-HC0组合物的总重量计大于10%,或大于50%,或30-100%,或1-100%的生物基 材料。 聚合物-HC0组合物可通过包括以下步骤的方法制备:(a)将热塑性聚合物和HC0 以熔融态混合以形成紧密掺加物,以及(b)在10秒或更短时间内将所述紧密掺加物冷却至 等于或低于所述热塑性聚合物固化温度的温度以形成固体聚合物-HC0组合物,所述温度 对于一些热塑性聚合物组合物而言为50°C或更低的温度。混合步骤包括在大于10s'或大 于308'或10至10, OOOs'或30至10, OOOs4剪切速率下混合以形成紧密掺加物,剪切速 率取决于形成方法(例如纤维纺丝、膜浇注/吹塑、注塑、或吹瓶)。可使用任何适宜的混合 设备,如挤出机(例如单螺杆或双螺杆)。另外,所述方法有利地不包括移除添加剂或稀释 剂的步骤。 聚合物-HCO组合物还可包含添加剂,有利地,为HCO可溶的或HCO可分散的添加 剂。例如,所述添加剂可以为香料、染料、颜料、纳米颗粒、抗静电剂、抗氧化剂、填料、或它们 的组合。其它添加剂可包括成核剂。 所述方法还可包括其它步骤,如将所述掺加物粒化的步骤。粒化步骤可在冷却步 骤之前、期间或之后发生。 由聚合物-HCO组合物制成,包含聚合物-HCO组合物或基本上由聚合物-HCO组 合物组成的热塑性制品(例如,纤维、膜、模塑制品)为非迀移的,这是指其在50°C下在30 分钟时的迀移值为0-300 %,或0-200 %,或0-100 %,或0-80 %,或0-60 %,或0-50 %,或 0-40%,或0-30%,或0-25%,或0-15%,或0-10%,或0-5%,或0-2%;在 50°本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种在50℃下30、60和90分钟时具有0‑300%,或0‑200%,或0‑100%的迁移值的非迁移热塑性制品,所述非迁移热塑性制品由聚合物‑氢化蓖麻油组合物形成,所述聚合物‑氢化蓖麻油组合物包含以下物质的紧密掺加物:(a)热塑性聚合物;和(b)以所述组合物的总重量计5‑50%,或10‑50%,或15‑50%,或20‑50%,或30‑50%的氢化蓖麻油,所述氢化蓖麻油具有大于65℃的熔点;其中所述氢化蓖麻油分散于所述热塑性聚合物中,使得所述氢化蓖麻油在所述热塑性聚合物中具有小于10μm,或小于5μm,或小于1μm,或小于500nm的液滴尺寸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·M·雷曼A·E·尼尔特纳野田勇夫E·B·邦德W·M·阿伦M·M·萨托科斯基
申请(专利权)人:宝洁公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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