用于聚合物熔融注射的活性载体制造技术

本发明专利技术涉及一种活性载体，该活性载体在将聚合物熔融注射成物件如板、膜、纤维和容器的过程中不形成副产物。使用该活性载体将添加剂混入聚合物树脂中。更具体而言，本发明专利技术涉及一种或多种环酸酐或取代环酸酐作为活性载体的用途。聚合物可以是聚酯或者聚酰胺。合适的环酸酐的熔点低于聚酯或聚酰胺，优选低于约１６０℃，更优选低于约１２５℃。最优选的环酸酐的熔点低于约１００℃，并且特别适合的环酸酐在室温（２５℃）是液体。环酸酐可以选自丁二酸酐、取代丁二酸酐、戊二酸酐、取代戊二酸酐、邻苯二甲酸酐、取代邻苯二甲酸酐、马来酸酐、取代马来酸酐或者两种或两种以上的这些环酸酐的混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 专利技术背景1)
本专利技术涉及一种活性载体，该活性载体在聚合物熔融注射成物件如板、膜、纤维和容器的过程中不会形成副产物。该活性载体用于将添加剂混入聚合物树脂中。更具体而言，本专利技术涉及一种或多种环酸酐或者取代环酸酐作为活性载体的用途。所述的聚合物可以是聚酯或者聚酰胺。2)现有技术在许多注射模塑聚合物物件中需要添加剂以提高物件的功能。典型的添加剂是着色剂、防滑剂、阻燃剂、抗氧化剂、气体屏蔽剂、紫外吸收剂、乙醛还原剂、结晶控制剂、填充剂等。一种″母料″法已经用来将添加剂混入注射模塑的聚合物物件中。在这种″母料″法中，将想要的添加剂以相对高的浓度分散于载体聚合物中。在下一步处理中，高浓度添加剂聚合物的母料与未使用过的聚合物在熔融挤出机的进料口处相混。添加剂含量和聚合物分子量的变化可能是不可接受的，这取决于母料干燥和测量的过程控制的质量。一种选择方法是使用添加剂的分散液，该分散液在挤出机进料口处用泵打入。这种液体载体必须是有机的、不含水的、在聚合物中可溶解的，并且其沸点高于挤出温度，即通常高于300℃。商业化的液体载体可以从ColorMatrix Corporation(Cleveland，Ohio)得到，具体就是ColorMatrixLCPY-182-89系列。根据ColorMatrix Corporation的材料安全数据表(MSDS)，主要的指定成分是精制烃油。使用这种液体载体的问题是它们能够影响物件的加工，并保留在物件中。例如它们能够引起挤出机螺杆滑动，在模具上积垢，并且能够被榨出。Nichols等的美国专利Nos.6,569,991、6,573,359、6,590,069和6,599,596公开了一种活性载体的用途，该活性载体与缩聚物反应，从而在聚合物树脂中结合活性载体，并阻止载体在随后的热处理过程中从聚合物树脂中暴露出来。这些专利的附图中显示了活性载体分子量对缩聚物分子量的理论损失的影响与活性载体浓度之间的关系(即特定活性载体的使用导致聚合物分子量的损失)。高分子量(低于10,000g/mol)活性载体是优选的，特别是多元醇，并且最优选的是分子量在约400和1000g/mol之间的聚乙二醇。Huang的美国专利No.6,342,578公开了一种聚酯，该聚酯中有一种或多种其量足以明显减少腐蚀应力裂纹的邻苯二甲酸酐、戊二酸酐、苯甲酸酐、马来酸酐或者丁二酸酐。这些酸酐与羟端基反应生成羧端基(CEG)。需要有可以不降低聚合物分子量的活性载体。专利技术概述专利技术人发现环酸酐，特别是取代环酸酐可以作为活性载体使用而不会形成降低聚合物分子量的副产物。在最广泛的意义上，本专利技术涉及一种液体环酸酐在其作为聚合物中添加剂的载体被注入时的用途，所述的聚合物被熔融挤出成物件。在最广泛的意义上，本专利技术还包括一种将包含添加剂的液体环酸酐注入熔融挤出过程中的方法。该酸酐在注射时是液体。方法详述环酸酐可以和任何亲核基团反应，包含羟基、羧基、伯胺和仲胺以及伯、仲酰胺。这意味着环酸酐在聚酯和聚酰胺中作为活性载体是最适合的。熔点低于聚酯或聚酰胺熔点的环酸酐是合适的。熔点低于约160℃的环酸酐是优选的，熔点低于100℃的环酸酐是最优选的，并且在室温(25℃)下为液体的环酸酐是特别合适的。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)通常是由对苯二甲酸二甲酯或对苯二甲酸与乙二醇反应，例如通过酯化反应，接着进行缩聚反应而制备的。在制备PET时，在分批或者连续生产中，反应可以进行直至几乎全部完成，生成的PET含有至多3重量％的二甘醇和别的副产物。PET肯定是要包含少量的副产物的。PET的传统的连续生产在本领域中是大家熟知的，包括在大约200℃-250℃的温度对苯二甲酸和乙二醇反应生成单体和水。因为反应是可逆的，水被连续除去，推动反应生成单体和一些低聚物。接着在真空条件和大约250℃-290℃的温度，单体和低聚物进行缩聚反应，生成IV为约0.4-0.6的聚酯。在酯化反应过程中不需要催化剂。然而在缩聚反应中，催化剂如锑化合物或钛化合物是必需的。在分批或连续生产中，PET也可以是由酯-对苯二甲酸二甲酯和乙二醇在大约190℃-230℃的温度反应生成醇(甲醇)和单体而制备的。这种酯化反应是可逆的，并且醇必须被连续除去，以推动反应生成单体和一些低聚物。在对苯二甲酸二甲酯和乙二醇的反应中使用催化剂如锰、锌、钴或者其它的传统催化剂。接着，单体和低聚物在上述条件下经过缩聚反应生成IV约为0.4-0.6的聚酯或者共聚聚酯。例如，制备PET和二羧酸的共聚聚酯仅需要加入酸或它的酯等价物以同样进行酯化反应(或酯交换反应)。制备PET和二元醇的共聚聚酯仅需要在酯化反应(或酯交换反应)中加入二元醇。为了作为瓶子的树脂来使用，得自这种熔融相反应的聚酯或共聚聚酯是通过传统方法进行固态聚合来增加树脂分子量(IV)的。包含至多20重量％的二羧酸的树脂可用于制造瓶子或罐状容器，这在本领域中是已知的。合适的二元酸可以是脂肪族、脂环族或者芳族二羧酸，例如间苯二甲酸、1，4-环己烷二甲酸；1，3-环己烷二甲酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、1，12-十二烷二酸；2，6-萘二甲酸、联苯甲酸、草酸、丙二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、苯连三酸、偏苯三酸、均苯三甲酸或者这些二元酸及其等价物的混合物。通常优选使用功能性的酸衍生物等价物例如二羧酸的二甲基、二乙基或者二丙基酯。另一种选择是，可以任选用至多20重量％的与乙二醇不同的一种或多种二元醇对聚酯树脂进行修饰。这种另外的二元醇包括优选具有6-20个碳原子的脂环族二元醇或者优选具有3-20个碳原子的脂族二元醇。这种包含乙二醇的二元醇的例子是二甘醇、三甘醇、1，2-环己烷二甲醇、1，3-环己烷二甲醇、1，4-环己烷二甲醇、1，3-丙二醇，1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、3-甲基戊二醇-(2，4)、2-甲基戊二醇-(1，4)、2，2，4-三甲基戊烷-二醇-(1，3)、2-乙基己二醇-(1，3)、2，2-二乙基丙烷-二醇-(1，3)、己二醇-(1，3)、1，4-二-(羟基乙氧基)-苯、2，2-双-(4-羟基环己基)-丙烷、2，4-二羟基-1，1，3，3-四甲基-环丁烷、2，2-双-(3-羟基乙氧苯基)-丙烷和2，2-双-(4-羟基丙氧苯基)-丙烷。聚酰胺意思是由脂族或者芳族二胺和二羧酸缩合，或者由内酰胺缩合得到的聚酰胺。优选的聚酰胺是尼龙66和尼龙6。物件意思是膜、热成形板、纤维和注射模塑件特别是用于拉伸吹塑成容器的预制体。在一个优选实施方案中，将包含添加剂的环酸酐载体注入到熔融挤出过程中。注射是在熔融管道中进行的，所述管道将熔融聚合物引导至物件成形装置如膜或纤维成形机。在另一实施方案中，在连续聚合过程的最后阶段，将包含添加剂的环酸酐载体加入到在最后的反应器和冲模之间的输送管中，所述冲模形成将被冷却和切削的线材。可以任选将这种树脂进行固态聚合以达到更高的分子量(IV)。在优选实施方案中，将包含添加剂的环酸酐液体载体加入到混合箱中，该混合箱位于预制体注射模塑机或挤出吹塑机的挤出机的进料口。对于这种方法，优选液体载体具有接近或者低于环境温度的熔点。这使酸酐加入到挤出机中简化了，因为不需要复杂的加热系统。为了拉伸吹塑容器，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树脂，其包含聚酰胺和环酸酐或者聚酯和环酸酐的反应产物，所述的反应产物还包含添加剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-2-6 10/773,4901.一种树脂，其包含聚酰胺和环酸酐或者聚酯和环酸酐的反应产物，所述的反应产物还包含添加剂。2.权利要求1的树脂，其中所述的环酸酐选自丁二酸酐、取代丁二酸酐、戊二酸酐、取代戊二酸酐、邻苯二甲酸酐、取代邻苯二甲酸酐、马来酸酐和取代马来酸酐。3.权利要求2的树脂，其中所述的取代丁二酸酐选自甲基丁二酸酐、2，2-二甲基丁二酸酐、苯基丁二酸酐、十八碳烯基丁二酸酐、十六碳烯基丁二酸酐、二十碳十烯基丁二酸酐、2-亚甲基丁二酸酐、正辛烯基丁二酸酐、壬烯基丁二酸酐、四丙烯基丁二酸酐、十二烷基丁二酸酐及这些酸酐的混合物。4.权利要求2的树脂，其中所述的取代戊二酸酐选自3-甲基戊二酸酐、苯基戊二酸酐、二甘醇酸酐、2-乙基-3-甲基戊二酸酐、3，3-二甲基戊二酸酐、2，2-二甲基戊二酸酐、3，3-四亚甲基戊二酸酐及这些酸酐的混合物。5.权利要求2的树脂，其中所述的取代邻苯二甲酸酐选自4-甲基邻苯二甲酸酐、4-叔丁基邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐及这些酸酐的混合物。6.权利要求2的树脂，其中所述的取代马来酸酐选自2-甲基马来酸酐、3，4，5，6-四氢邻苯二甲酸酐、1-环戊烯-1，2-二羧酸酐、二甲基马来酸酐、二苯基马来酸酐及这些酸酐的混合物。7.权利要求1的树脂，其中所述的环酸酐的量为约100-10,000ppm。8.权利要求1的树脂，其中所述的聚酯由二元醇和二元酸缩聚而成；所述的二元醇是乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇或1，4-环己烷二甲醇；并且所述的二元酸是对苯二甲酸、间苯二甲酸和2，6-萘二甲酸。9.权利要求8的树脂，其中所述的聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯，或者聚对苯二甲酸乙二醇酯和至多20重量％的间苯二甲酸或2，6-萘甲酸以及至多10重量％的二甘醇或1，4-环己烷二甲醇的共聚聚酯。10.权利要求8的树脂，其中所述的聚酯是聚对苯二甲酸丁二醇酯，或者聚对苯二甲酸丁二醇酯和至多20重量％的二羧酸以及至多20重量％的乙二醇或1，4-环己烷二甲醇的共聚聚酯。11.权利要求8的树脂，其中所述的聚酯是聚萘二甲酸乙二醇酯，或者聚萘二甲酸乙二醇酯和至多20重量％的间苯二甲酸以及至多10重量％的二甘醇或1，4-环己烷二甲醇的共聚聚酯。12.权利要求1的树脂，其中所述的聚酰胺是尼龙6或者尼龙66。13.权利要求1的树脂，其中所述的环酸酐具有低于约100℃的熔点。14.权利要求1的树脂，其中所述的添加剂选自着色剂、防滑剂、阻燃剂、抗氧化剂、气体(氧气和二氧化碳)屏蔽剂、氧清除剂、紫外线吸收剂、乙醛还原剂、结晶控制剂、抗冲改性剂、催化剂去活化剂、熔体强度增强剂、抗静电剂、润滑剂、增链剂、成核剂、溶剂、填充剂、增塑剂和两种或两种以上这些添加剂的混合物。15.一种制备用于制造板、膜、纤维和容器的树脂的方法，包括将环酸酐与添加剂相混以形成混合物，并且使所述混合物中的所述环酸酐与聚酯或者聚酰胺发生反应。16.权利要求15的方法，其中所述的环酸酐选自丁二酸酐、取代丁二酸酐、戊二酸酐、取代戊二酸酐、邻苯二甲酸酐、取代邻苯二甲酸酐、马来酸酐和取代马来酸酐。17.权利要求16...

【专利技术属性】
技术研发人员：JH贝达，BM穆尔四世，
申请(专利权)人：因温斯特技术公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]