聚合物加工添加剂、组合物和方法技术

本发明专利技术公开了聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐，它们可以组合方式用作聚合物加工添加剂增效剂。本发明专利技术公开了聚合物加工添加剂组合物、均相催化的烯烃组合物以及其它可挤出聚合物组合物，该其它可挤出聚合物组合物包含聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐。本发明专利技术还公开了在挤出热塑性聚合物的过程中减少熔体缺陷的方法，该热塑性聚合物可以是均相催化的聚烯烃。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
制品形成和成型中聚合物材料的挤出是塑性制品或聚合物制品工业中的主要部分。挤出制品的质量以及挤出方法的总体成功通常受流体材料与挤出模头的交互作用影响。对于任何可熔融加工的热塑性聚合物组合物而言，都存在临界剪切速率，高于该临界剪切速率的挤出物的表面会变得粗糙或变形，而低于该临界剪切速率的挤出物将会是平滑的。参见，例如R.F.Westover的“熔体挤出”《聚合物科学与工艺大全》(MeltExtrusion,EncyclopediaofPolymerScienceandTechnology)，第8卷，第573-581页(JohnWiley&Sons1968)。相对于以尽可能最快的速率(例如最高剪切速率)挤出聚合物组合物的经济学优势，使挤出物表面平滑这一要求具有竞争性并且必须进行优化。处于低的剪切速率下，挤出热塑性材料中的缺陷可为“鲨鱼皮”的形式，这是一种表面光泽损失，更严重的表现看起来是有点横向于挤出方向延伸的脊。处于较高速率下，挤出物可能会发生“连续熔体破裂”，变得严重变形。在低于刚刚观察到连续熔体破裂的速率下，某些热塑性材料还可经历“环形熔体破裂”，这过程中挤出物表面由光滑变至粗糙。在挤出热塑性聚合物的过程中常常会遇到其它问题。这些问题包括：聚合物积聚在模头的孔口处(称为模头积料或模头流涎)、在进行挤出过程中反压增加，以及由于高挤出温度导致的聚合物的过度降解或低的熔体强度。这些问题使挤出工艺减慢，这或者是因为必须停止工艺来清洁设备或者是因为该工艺必须在较低的速率下进行。添加含氟聚合物可至少部分地缓解可挤出热塑性聚合物的熔体缺陷并且含氟聚合物可用作聚合物加工添加剂，诸如例如美国专利5,015,693和4,855,013(Duchesne等人)、5,701,217(Blong等人)和6,277,919(Dillon等人)中所描述的。据报道，某些硅酮也可用作用于减少熔体缺陷的聚合物加工添加剂(参见美国专利4,535,113(Foster等人))。聚合物加工添加剂的一些益处包括消除熔体破裂和表面缺陷、减少挤出压力和消除模头积料。已描述了聚乙二醇在热塑性材料的挤出加工中的用途。美国专利5,015,693(Duchesne等人)公开了含氟聚合物和聚(氧化烯)聚合物的组合在某些条件下比单独的含氟聚合物更有效地减少熔体缺陷。美国专利6,294,604(Focquet等人)描述了作为挤出添加剂的含氟聚合物、聚(氧化烯)聚合物和氧化镁的组合。
技术实现思路
发现聚(氧化烯)聚合物(例如聚乙二醇)以及羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐的组合通常具有比单独的聚(氧化烯)聚合物显著更高的热稳定性。聚(氧化烯)聚合物的改善的热稳定性增加了聚(氧化烯)聚合物作为聚合物加工添加剂增效剂的实用性，表现为允许在较高温度下进行聚合物加工，包括母料加工和挤出。因此，在一个方面，本公开提供了一种组合物，该组合物包含均相催化的聚烯烃、含有机硅的聚合物或含氟聚合物聚合物加工添加剂以及聚合物加工添加剂增效剂，该聚合物加工添加剂增效剂包含聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐。在一些实施例中，均相催化的聚烯烃是茂金属催化的聚烯烃。在另一方面，本公开提供了一种在挤出均相催化的聚烯烃的过程中减少熔体缺陷的方法。该方法包括挤出包含均相催化的聚烯烃、含有机硅的聚合物或含氟聚合物聚合物加工添加剂以及聚合物加工添加剂增效剂的组合物，该聚合物加工添加剂增效剂包含聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐。在一些实施例中，均相催化的聚烯烃是茂金属催化的聚烯烃。在另一方面，本公开提供了一种在挤出热塑性聚合物的过程中减少熔体缺陷的方法。该方法包括提供一种聚合物加工添加剂组合物，该聚合物加工添加剂组合物包含聚合物加工添加剂和聚合物加工添加剂增效剂，所述聚合物加工添加剂选自含氟聚合物和含有机硅的聚合物，所述聚合物加工添加剂增效剂包含聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐的；提供一种可挤出聚合物；将聚合物加工添加剂组合物和可挤出聚合物混合以提供可挤出组合物；并且挤出该组合物。在另一方面，本公开提供了一种聚合物加工添加剂组合物，该聚合物加工添加剂组合物包含含氟聚合物、聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐。因此，本公开提供了包含含氟聚合物、聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐的组合物作为聚合物加工添加剂的用途。在一些实施例中，基于聚合物加工添加剂组合物的总重量计，聚(氧化烯)聚合物以至少50重量％的量存在，并且金属盐是硬脂酸钙之外的金属盐。在一些实施例中，基于聚(氧化烯)聚合物和金属盐的总重量计，聚(氧化烯)聚合物以至少85重量％的量存在，并且金属盐是硬脂酸钙之外的金属盐。在另一方面，本公开提供了一种聚合物加工添加剂增效剂，该聚合物加工添加剂增效剂包含聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐。聚合物加工添加剂增效剂不包含含氟聚合物或聚烯烃。在另一方面，本公开提供了一种聚合物加工添加剂组合物，该聚合物加工添加剂组合物包含含有机硅的聚合物加工添加剂和聚合物加工添加剂增效剂，该聚合物加工添加剂增效剂包含聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐。因此，本公开还提供了包含含有机硅的聚合物加工添加剂、聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐的组合物作为聚合物加工添加剂的用途。在另一方面，本公开提供了聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐作为聚合物加工添加剂增效剂的用途。增效剂可用于例如允许在较高温度下进行聚合物挤出以及母料加工。如下所述，聚(氧化烯)聚合物(例如聚乙二醇)和羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐的组合通常具有比聚(氧化烯)聚合物和氧化镁的组合更高的热稳定性。此外，聚(氧化烯)聚合物(例如聚乙二醇)和羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐的组合通常具有比聚(氧化烯)聚合物和某些常规抗氧化剂的组合更高的热稳定性。另外，如下所述，本文所公开的包含聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐的聚合物加工添加剂增效剂可用于包含聚合物加工添加剂和均相催化的聚烯烃的组合物中。与由其它常规催化剂制备的聚烯烃不同，均相催化的聚烯烃(例如由茂金属或其它单位点催化剂催化的聚烯烃)通常不存在酸性残基；因此通常不需要将酸中和添加剂诸如硬脂酸锌和硬脂酸钙添加至均相催化的聚烯烃中。本申请中：术语诸如“一个”、“一种”、“该”和“所述”不旨在仅指单一实体，而是包括可用于说明的特定示例的一般类别。术语“一个”、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，所述组合物包含：均相催化的聚烯烃；聚合物加工添加剂，所述聚合物加工添加剂选自含氟聚合物和含有机硅的聚合物；以及聚合物加工添加剂增效剂，所述聚合物加工添加剂增效剂包含聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.20 US 61/880,3061.一种组合物，所述组合物包含：
均相催化的聚烯烃；
聚合物加工添加剂，所述聚合物加工添加剂选自含氟聚合物和含有机硅的聚合物；以
及
聚合物加工添加剂增效剂，所述聚合物加工添加剂增效剂包含聚(氧化烯)聚合物以及
羧酸、磺酸或烷基硫酸的金属盐。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中基于所述聚合物加工添加剂增效剂的总重量计，
所述聚(氧化烯)聚合物以至少85重量％存在。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述金属盐是羧酸或磺酸的金属盐。
4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述金属盐是羧酸的金属盐，并且其中所述羧酸
是硬脂酸之外的羧酸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述金属盐是钠盐、钾盐、钙盐或锌
盐。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物，所述组合物还包含抗氧化剂、金属氧化
物或受阻胺光稳定剂中的至少一种。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的组合物，其中所述聚(氧化烯)聚合物是聚乙二
醇。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的组合物，其中所述均相催化的聚烯烃是线性低密
度聚乙烯。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的组合物，其中所述均相催化的聚烯烃是茂金属催
化的聚烯烃。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的组合物，其中所述聚合物加工添加剂是含氟聚
合...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳德·拉瓦莱，希琳·A·马蒙，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US