用于可熔融加工聚合物的加工助剂制造技术

通过引入含氟聚合物加工助剂，改善了非氟化可熔融加工聚合物的挤出如工性能，其中所述含氟聚合物在达到挤出机模头入口时其重均粒径大于２微米。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及包含含氟聚合物加工助剂的非氟化可熔融加工聚合物的挤出。
技术介绍
通过众所周知的方法，利用旋转螺杆将粘性聚合物熔体推动通过挤出机料筒进入模头，使聚合物成形为需要的形状，然后冷却和凝固成具有一般模头形状的产品，可以将高分子聚合物、例如烃类聚合物和聚酰胺熔体挤出成为成形结构，例如管子、导管、线缆包皮或者薄膜。为了获得低生产成本，希望以高速率挤出聚合物。较高的挤出速率可以容易地通过提高挤出机螺杆转速来获得。然而，由于聚合物基材具有粘弹性质，因此该技术受到限制。因此，在很高的挤出速率下，可能导致无法接受的聚合物热分解。此外，通常得到表面粗糙的挤出物，这可能导致在挤出物表面上形成不希望的图案。这些表面缺陷亦称作熔体破裂。在高温下挤出可以避免该问题，但是会增加加工成本。此外，挤出物的冷却成为问题。此外，如果聚烯烃在接近其分解点的温度挤出，聚合物将发生降解。因此，希望找到高效率的提高挤出速率而不提高熔融温度，同时生产具有光滑表面的制品的方法。挤出机和模头构造的变化可以改进聚合物熔体流动，但是这些改进并不总是实用的或者经济可行的。另一种途径包括加入常规蜡型加工助剂，其降低本体粘度和在某些情况下改进加工性能。然而，其效率是有限的，并且高水平的添加剂通常不利地影响其它性能。在Blatz的美国专利号3,125,547中，公开了使用0.01-2.0重量％的在加工温度下为流体状态的碳氟聚合物，会降低挤出高密度聚乙烯和低密度聚乙烯以及其它聚烯烃过程中的模头压力。此外，使用该添加剂可以显著提高挤出速率，而不出现熔体破裂。Kamiya和Inui在日本审定专利申请Kokoku 45-30574中提出，在熔点温度以下使用结晶氟碳聚合物以消除模头堆积，但是他们没有公开其它挤出改进。Nishida等在日本专利申请出版物Kokai 62-64847中公开了注塑组合物，其包含以下组分的混合物a)熔体流动速率(MFR)为0.2-200g/10分钟和密度为0.850-0.945g/cm3的乙烯/α-烯烃共聚物，和b)0.001-1％重量的氟碳比为至少1∶2的氟化烃类聚合物。Chu在美国专利号4,740,341中公开了挤出性能改进的共混物，其包含线性的乙烯聚合物，其中引入了少量的氟碳聚合物和聚硅氧烷。该氟碳聚合物的氟碳比为至少1∶2和在120-300℃为流体。Larsen在美国专利号3,334,157中公开了聚乙烯，其通过加入基于混合物为0.015到大于1.7重量％的精细分散的聚四氟乙烯而获得光学性质的改进。近年来，例如美国专利号4,855,360；5,587,429和5,707,569公开了改进的含氟聚合物加工助剂组合物。在这些含氟聚合物加工助剂组合物中加入了第二添加剂，例如聚(氧化烯)或者离聚物树脂，以改进非氟化聚合物的挤出加工性能。为了获得最大化的加工性能改进，现有技术中认为，含氟聚合物加工助剂组合物需要较好地分散在被挤出的非氟化聚合物中，并且含氟聚合物粒径越小则分散越好，并且因此加工性能越好。参见例如“DynamarTMPolymer Processing Additive Optical MicroscopyMethod for Dispersion Analysisin Polyolefins”(Dyneon 1997)，其推荐在挤出物中的均匀分散体和含氟聚合物加工助剂粒子尺寸为2微米或者更小；“DynamarTMPolymer Processing Additives DirectAddition During Resin Manufacture”(Dyneon 12/2000)，其推荐在可挤出组合物中的均匀分散体和含氟聚合物加工助剂粒子尺寸为3微米或者更小。美国专利3,125,547；5,010,130和6,048,939中也有类似的推荐。由于这些参考文献中教导了挤出加工性能通过改进含氟聚合物加工助剂在可熔融加工聚合物中的分散程度和通过降低含氟聚合物的粒径而得到改进，因此现有技术中的大量努力集中在改进分散质量和减小含氟聚合物粒径。尽管如此，尚有改进挤出加工性能的余地。
技术实现思路
已经令人惊奇地发现，与现有技术推荐的和谋求最大含氟聚合物分散程度的那些组合物相比，包含显著大的大粒径含氟聚合物的可挤出组合物实际上具有较好的加工性能，显示较少的熔体缺陷并具有更快的调理时间。“显著大的粒径的含氟聚合物”指当刚好在模头之前的点测量时，重均粒径(如以下定义的)大于2微米，但是小于10微米。包含显著大的粒径的含氟聚合物的可挤出组合物可以通过许多方法获得。因此，本专利技术的一个方面是用于通过模头的可挤出组合物，所述组合物包含A)非氟化可熔融加工的聚合物；和B)基于可挤出组合物总重量为25到2000份/百万份的含氟聚合物，所述含氟聚合物的重均粒径当刚好在模头之前的点测量时大于2微米和小于10微米；和其中所述组合物基本上不含界面活性剂。本专利技术的另一方面是用于通过模头的可挤出组合物，所述组合物包含A)非氟化可熔融加工的聚合物；B)基于可挤出组合物总重量为25到2000份/百万份重量的含氟聚合物，所述含氟聚合物的重均粒径，当刚好在模头之前的点测量时，大于2微米和小于10微米；和C)界面活性剂，其用量至少为使含氟聚合物的重均粒径当刚好在模头之前的点测量时大于2微米和小于10微米的有效量但是界面活性剂与含氟聚合物的重量比不大于5∶1。本专利技术的另一方面是加工助剂母料，其包含A)非氟化可熔融加工的聚合物；B)基于该母料的总重量为1到50重量百分数的含氟聚合物；和C)界面活性剂，其用量至少为改进加工性能的有效量，但是界面活性剂与含氟聚合物的重量比不大于5∶1，条件是如果该界面活性剂是聚(氧化烯)聚合物，该聚(氧化烯)聚合物与含氟聚合物的重量比小于1∶1。专利技术详述本专利技术涉及改进包含作为加工助剂的含氟聚合物的非氟化可熔融加工聚合物组合物的挤出加工性能的方法。术语“挤出加工性能”在此指调理时间(即，在挤出机起动之后，其中挤出制品显示高度的熔体破裂，和在获得具有光滑表面、不含熔体破裂的挤出物之前经过的时间)。显然，为了减少浪费和降低成本，希望非常短的调理时间。非氟化可熔融加工聚合物的例子包括，但是不局限于，烃类树脂、聚酰胺、氯化聚乙烯、聚氯乙烯和聚酯。术语“非氟化”指存在于聚合物中的氟原子与碳原子的比例小于1∶1。本专利技术的非氟化可熔融加工聚合物可以选自各种聚合物类型。这样的聚合物包括熔融指数(按照ASTM D 1238，于190℃，使用2160g重体测量)为5.0g/10分钟或者更小、优选2.0g/10分钟或者更小的烃类聚合物。该烃类聚合物可以是乙烯、丙烯和任选地非共轭二烯单体例如1，4-己二烯的弹性共聚物。通常，烃类聚合物还包括任何通过通式CH2＝CHR的单烯烃的均聚或者共聚获得的热塑性烃类聚合物，其中R是H或者烷基，通常不多于八个碳原子。特别地，本专利技术适用于高密度和低密度聚乙烯两者，例如密度在0.85到0.97g/cm3内的聚乙烯；聚丙烯；聚丁烯-1；聚(3-甲基丁烯)；聚(甲基戊烯)；和乙烯和α-烯烃例如丙烯、丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、癸烯-1和十八碳烯的共聚物。烃类聚合物还可以包括乙烯基芳族聚合物例如聚苯乙烯。因为特定的烃类聚合物显示不同的熔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过模头的可挤出组合物，所述组合物包含：　　　　Ａ）非氟化可熔融加工的聚合物；和　　　　　Ｂ）基于所述可挤出组合物的总重量为２５到２０００份／百万份重量的含氟聚合物，所述含氟聚合物的重均粒径当刚好在模头之前的点测量时大于２微米和小于１０微米，和其中所述组合物基本上不含界面活性剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GR小查普曼，SR奥里尔尼，
申请(专利权)人：杜邦唐弹性体公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]