聚合物熔体添加剂组合物及其用途制造技术

本发明专利技术提供呈粉末状的聚合物熔体添加剂组合物以在主体聚合物的熔融加工中用作添加剂，其中该聚合物熔体添加剂组合物包含能形成原纤维的聚四氟乙烯的颗粒和有效量的以阻止所述能形成原纤维的聚四氟乙烯颗粒发生聚集的含氟热塑性塑料。已发现该聚合物熔体添加剂组合物可以改进主体聚合物的熔体强度并且在粉末处理上非常容易。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及聚合物熔体添加剂组合物，其包含能形成原纤维的聚四氟乙烯(PTFE)。本专利技术尤其涉及这样一种聚合物熔体添加剂组合物，其中可以阻止PTFE颗粒的过早原纤化或聚集。此外，本专利技术涉及聚合物熔体添加剂组合物在熔融加工主体聚合物中的用途。本专利技术进一步涉及聚合物熔体添加剂组合物和热塑性主体聚合物的混合物以及由该混合物制备的挤出制品。
技术介绍
含氟聚合物作为熔体添加剂用于热塑性主体聚合物(通常是非氟化主体聚合物)的用途在本领域中是熟知的。通常，含氟聚合物熔体添加剂目前被用于改进主体聚合物的熔融加工。例如，含氟聚合物熔体添加剂用来增加主体聚合物的挤出速度而不会引起挤出物的表面粗糙或熔体破裂。含氟聚合物可用来避免或减轻在挤出热塑性聚合物中发生的其它问题。这些问题包括(例如)聚合物在模头口处的聚集(即模头聚集或模头流涎)、在挤出运转期间反压力的增加、以及由于高的挤出温度引起的聚合物的过度降解或低的熔体强度。这些问题导致挤出过程减慢，原因在于必须让该过程停下来以清洗设备或者必须在较低的速度下进行该过程。已知某些碳氟化合物加工助剂会部分地减轻可挤出的热塑性烃类聚合物的熔体缺陷并且允许更快、更有效地挤出。Blatz的美国专利No.3,125,547，例如，首次描述了将碳氟聚合物加工助剂用于可熔融挤出的烃类聚合物，其中该氟化聚合物是氟化烯烃的均聚物和共聚物(所述氟化烯烃中的氟与碳的原子比例至少为1∶2)并且该碳氟聚合物具有与该烃类聚合物相似的熔体流动特性。美国专利No.4,904,735(Chapman，Jr.等人)描述了用于难以进行熔融加工的聚合物的氟化加工助剂，该氟化加工助剂包含(1)碳氟化合物共聚物，其在所述难以进行熔融加工的聚合物的熔融加工温度下呈熔融状态(若为晶体的话)或者该熔融加工温度在其玻璃化转变温度之上(若为非晶体的话)；和(2)至少一种四氟乙烯均聚物，或四氟乙烯和至少一种可与该四氟乙烯发生共聚的单体的共聚物，其中氟与氢的摩尔比为至少1∶1，并且其在该难以进行熔融加工的聚合物的熔融加工温度下是固体。使用含氟聚合物熔体添加剂组合物的其它公开文献包括美国专利号5,397,897，美国专利号5,064,594，美国专利号5,132,368，美国专利号5,464,904，美国专利号5,015,693、4,855,013，美国专利号5,710,217和美国专利号6,277,919以及WO 02/066544。通常，这些公开内容涉及对主体聚合物进行更容易的挤出加工，即减少熔体破裂和/或允许在较高的速度下加工。含氟聚合物熔体添加剂也已用来改进其中添加了它们的热塑性主体聚合物的机械性能。例如，EP 822226公开了粒度小于10μm的PTFE颗粒和有机聚合物颗粒的混合物。据该文献披露，此类添加剂会改进模具的可用性和增强热塑性聚合物的机械特性。将能形成原纤维的PTFE作为添加剂用于热塑性主体聚合物熔体可以改进熔体强度并制备阻燃性聚合物产品。因为挤出的聚合物产品包含PTFE纤维，后者导致树脂的抗滴性能，所以通常获得阻燃性能。然而，PTFE的能形成原纤维的性能也带来处理PTFE熔体添加剂的问题(即应避免PTFE发生聚集)。因此，通常，应该对能形成原纤维的PTFE进行处理，以使得无需对其进行剪切或者在低温下在将PTFE添加到主体聚合物的熔体中之前避免PTFE发生原纤化和/或聚集。这样使制造工艺复杂化。找到更好的途径来避免PTFE发生聚集而不用在与主体聚合物挤出期间抑制该PTFE的原纤化将是合乎需要的。原纤化应该在挤出期间发生以获得所需的改进的熔体强度和挤出产品的阻燃性能。专利技术概述在一个方面中，本专利技术提供聚合物熔体添加剂组合物以在主体聚合物的熔融加工中用作添加剂，其中该聚合物熔体添加剂组合物包含能形成原纤维的聚四氟乙烯和有效量的阻止所述能形成原纤维的聚四氟乙烯(“PTFE”)发生聚集的含氟热塑性塑料。所谓的术语“阻止……发生聚集”是指能形成原纤维的PTFE在被加入到主体聚合物的熔体之前在熔体添加剂组合物的制造和处理期间不应发生任何聚集，或者该颗粒不应聚集到如下程度将显著地损害该添加剂组合物改进熔体强度的能力或将导致该组合物形成凝块。已发现，该聚合物熔体添加剂组合物可以改进主体聚合物的熔体强度。此外，该聚合物熔体添加剂组合物可以容易地被处理，而不需专门预防该能形成原纤维的PTFE的原纤化和/或该PTFE颗粒的聚集。所谓的术语“主体聚合物”通常是指希望改进其熔体强度并且该熔体添加剂组合物不与其相容的热塑性聚合物。通常，该主体聚合物是非氟化聚合物或氟化度满足氟原子与碳原子的比例小于1∶1的聚合物。所谓的术语“含氟热塑性塑料”是指含氟聚合物，即具有氟化骨架且该骨架中氟原子与碳原子的比例至少为1∶1(优选至少为1.5∶1)的聚合物。该含氟聚合物是热塑性的，即可以在加热下熔融并且可以由通常用于非氟化热塑性聚合物的熔融加工设备来加工。该含氟聚合物具有清楚可辨的熔点并且通常是半结晶的。所谓的术语“能形成原纤维的PTFE”是指在主体聚合物的熔融加工期间能够形成原纤维的聚四氟乙烯。在另一个方面中，本专利技术涉及一种混合物，其由主体聚合物和如上所限定的有效量的以改进所述主体聚合物熔体强度的聚合物熔体添加剂组合物构成。在又一个方面中，本专利技术涉及上述混合物的挤出以及由该挤出获得的挤出产品。专利技术详述能形成原纤维的PTFE通常是四氟乙烯(TFE)的均聚物但是也可以是TFE与例如另一种氟化单体(如三氟氯乙烯(CTFE)、全氟化乙烯基醚(如全氟甲基乙烯基醚(PMVE))、或全氟化烯烃(如六氟丙烯(HFP)))的共聚物。然而，氟化共聚单体的量应足够低从而获得不可熔融加工的高分子量聚合物。这通常是指聚合物的熔体粘度应该高于1010Pa·s。通常，任选的共聚单体的量不应该大于1％，以使得PTFE符合限定不可熔融加工的PTFE的ISO 12086标准。此类TFE的共聚物在本领域中称为改性的PTFE。能形成原纤维的PTFE通常具有不超过10μm的平均粒度(数均)。能形成原纤维的PTFE的平均粒度通常应为50nm到5μm，例如100nm到1μm。实用的范围可以为50nm到500nm。能形成原纤维的PTFE可方便地经由水性乳液聚合制备。在该熔体添加剂组合物中所使用的含氟热塑性塑料通常是半结晶的含氟聚合物。含氟热塑性塑料通常应具有满足如下条件的熔点，即在用于加工主体聚合物的熔融加工条件下该含氟热塑性塑料处于熔融状态。因为考虑到通常用于本专利技术的许多主体聚合物具有150到320℃的熔融加工温度，所以通常希望熔点为100到310℃的含氟热塑性塑料用于本专利技术。优选的是，含氟热塑性塑料具有在100和250℃之间的熔点。通常，含氟热塑性塑料具有不超过200℃的熔点。含氟热塑性塑料应以有效避免所述能形成原纤维的PTFE的颗粒发生聚集的量使用。该有效量可以由本领域技术人员采用常规试验容易地确定。通常，有效量的含氟热塑性塑料是能形成原纤维的PTFE的重量的至少10重量％。通常会希望在熔体添加剂组合物中以最大量使用PTFE，原因在于熔体添加剂组合物中PTFE的含量越高会使得当该熔体添加剂组合物被加到主体聚合物熔体中时能更有效地获得期望的效果例如增加该主体聚合物的熔体强度。含氟热塑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物熔体添加剂组合物，其包含能形成原纤维的聚四氟乙烯和有效量的以阻止所述能形成原纤维的聚四氟乙烯发生聚集的含氟热塑性塑料。

【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：约里斯布赖尔斯，马里亚P狄龙，杰弗里G利纳特，里克R纳伊顿斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]