一种热塑性聚合物用加工助剂以及包含该加工助剂的可熔融加工组合物制造技术

本发明专利技术提供一种热塑性聚合物用加工助剂以及包含该加工助剂的可熔融加工组合物；按重量百分比计，所述加工助剂包括：10

【技术实现步骤摘要】
一种热塑性聚合物用加工助剂以及包含该加工助剂的可熔融加工组合物


[0001]本专利技术属于热塑性聚合物加工用改性助剂
，具体涉及一种热塑性聚合物用加工助剂以及包含该加工助剂的可熔融加工组合物。

技术介绍

[0002]聚合物材料的常见加工方法是将热塑性聚合物加入螺杆挤出机，再经过不同类型的模头，最后冷却成具有模头形状的产品。例如应用该方法将聚烯烃类聚合物熔体经螺杆挤出机挤出从而加工为管子、线缆包覆层或薄膜等。
[0003]为了提高生产效率，降低生产成本，通常采用提高挤出机的螺杆转速从而加快挤出速度的方法，但是挤出速度越快，聚合物熔体受到的剪切速率就越高。对于任何可熔融加工的热塑性聚合物组合物，都存在一个剪切速率的临界值，低于该值时，挤出物表面光滑，但高于该值时，挤出物表面就会变得粗糙，通常把该类情况称为熔体破裂。最初的熔体破裂表现为“鲨鱼皮”现象，即表面光泽丧失；其再严重的表现为横贯挤出方向的脊，即挤出物表面出现环状螺纹；其更严重的表现为“连续熔体破裂”现象，即挤出物表面严重变形为不规则形状。然而，高效低成本的高速挤出与避免熔体破裂的低剪切速率相抵触，必须加以优化。
[0004]早在1964年的美国专利No.3125547中公开了一种含氟聚合物作为加工助剂改善聚烯烃类聚合物的加工性能，相比于传统采用降低挤出速度、提高加工温度、改变模头形状或添加小分子量润滑剂的方法，该含氟聚合物在聚烯烃类聚合物中的含量为500ppm左右，就能有效解决挤出物表面的“鲨鱼皮”问题，同时不影响聚烯烃类聚合物本身的物理性能。
[0005]后续在全球范围出现多篇关于改善聚烯烃类聚合物加工问题的相关技术和专利，例如Morgan等人的美国专利No.5397897公开了一种含氟弹性体，Chapman等人的美国专利No.5464904公开了一种结晶氟碳聚合物，以及Duchesne和Johnson的美国专利No.5015693和No.4855013公开了一种使用聚(氧化烯)聚合物作为协效剂与氟烃聚合物组合的加工助剂。可以看到其中很多专利是关于将聚乙二醇或聚己内酯等协效剂替代50
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80％的含氟聚合物，虽然聚乙二醇或聚酯类协效剂的加入能大幅减少含氟聚合物含量使得成本下降，但是其加入的同时加工助剂的性能也相应下降。
[0006]因此，研发一种低成本且性能不减的聚烯烃类聚合物用加工助剂尤为重要。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的不足及缺陷，本专利技术旨在提供一种热塑性聚合物用加工助剂，该加工助剂中加入聚丙烯酸烷烃酯作为协效剂，该协效剂的加入能够减少含氟聚合物的含量，且保持甚至提高加工助剂的使用效果；此外，由于聚丙烯酸烷烃酯的价格只有含氟聚合物价格的20
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30％，因此，聚丙烯酸烷烃酯的加入能够大大降低加工助剂的成本。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种热塑性聚合物用加工助剂，采用
如下技术方案：
[0009]一种热塑性聚合物用加工助剂，按重量百分比计，所述加工助剂包括：10
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70wt％(比如15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、40wt％、50wt％、60wt％)聚丙烯酸烷烃酯，余量为含氟聚合物；其中，所述聚丙烯酸烷烃酯的重均分子量大于15万。
[0010]在上述热塑性聚合物用加工助剂中，作为一种优选实施方式，所述聚丙烯酸烷烃酯的重均分子量为30
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200万(比如50万、80万、100万、150万、180万)；更优选地，所述聚丙烯酸烷烃酯的重均分子量50
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150万(比如60万、80万、110万、120万、130万)。
[0011]本专利技术加工助剂中含氟聚合物与聚丙烯酸烷烃酯相互融为一体形成弹性颗粒，优选加工助剂原料中含氟聚合物乳液的粒径为200
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500纳米(比如250nm、300nm、350nm、400nm、450nm)，聚丙烯酸烷烃酯乳液的粒径为100
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300纳米(比如120nm、150nm、180nm、200nm、250nm)。
[0012]在上述热塑性聚合物用加工助剂中，作为一种优选实施方式，所述加工助剂还包括0
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70wt％(比如10wt％、20wt％、30wt％、45wt％、60wt％)的聚乙二醇或聚酯且含氟聚合物至少为10wt％；优选地，所述聚乙二醇或聚酯的重均分子量为1000
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20000(比如2000、5000、10000、12000、15000)；优选地，在所述加工助剂中，聚丙烯酸烷烃酯与含氟聚合物的重量比为1:1到2:1(比如1:1.2、1:1.5、1:1.7、1:1.9)；优选地，所述聚酯选自聚丁二酸乙二醇酯、聚丁二酸
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1,4
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丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸
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1,4
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丁二醇酯、聚乳酸、聚己内酯及它们的嵌段共聚物中的一种或几种。
[0013]本专利技术中聚乙二醇或聚酯作为界面活性剂，具有如下特征：
①
在挤出温度下为液态或熔融状态；
②
比非氟化可熔融加工的聚合物、含氟聚合物和聚丙烯酸烷基酯弹性体三者具有更低的熔体粘度；
③
能自由润湿但又不融合于含氟聚合物和聚丙烯酸烷基酯弹性体。本专利技术中加入的聚乙二醇或聚酯均可和含氟聚合物与聚丙烯酸烷烃酯相互融为一体形成的弹性体颗粒不形成包覆状态。
[0014]在上述热塑性聚合物用加工助剂中，作为一种优选实施方式，所述聚丙烯酸烷烃酯在常温(25℃)下是弹性体；优选地，所述聚丙烯酸烷烃酯的玻璃化转变温度低于10℃；更优选地，所述聚丙烯酸烷烃酯的玻璃化转变温度低于0℃。
[0015]本专利技术中，低的玻璃化转变温度能够反映出由不同单体共聚形成聚丙烯酸烷烃酯的均匀性，单体均匀共聚的聚合物结晶度低，作为加工助剂更不容易影响到被加工的热塑性聚合物(聚烯烃)的透光率和光泽度。
[0016]在上述热塑性聚合物用加工助剂中，作为一种优选实施方式，所述加工助剂的制备方法为：首先通过乳液聚合的方法得到聚丙烯酸烷烃酯乳液，然后将聚丙烯酸烷烃酯乳液加入到含氟聚合物乳液中搅拌均匀，最后共凝聚制得加工助剂；优选地，当所述加工助剂还包括聚乙二醇或聚酯时，所述加工助剂的制备方法为：首先通过乳液聚合的方法得到聚丙烯酸烷烃酯乳液，然后将聚丙烯酸烷烃酯乳液加入到含氟聚合物乳液中搅拌均匀得到混合乳液，再加入聚酯经共凝聚制得加工助剂，或将混合乳液直接共凝聚后再混和聚乙二醇制得加工助剂；优选地，聚丙烯酸烷烃酯乳液的平均粒径为100
‑
300纳米(比如120nm、150nm、180nm、200nm、250nm)，固含量为15
‑
45％(比如18％、20％、25％、30％、40％)；优选地，其中含氟聚合物乳液的胶乳粒径为200
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500纳米(比如250nm、300nm、350nm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热塑性聚合物用加工助剂，其特征在于，按重量百分比计，所述加工助剂包括：10
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70wt％聚丙烯酸烷烃酯，余量为含氟聚合物；其中，所述聚丙烯酸烷烃酯的重均分子量大于15万。2.根据权利要求1所述的热塑性聚合物用加工助剂，其特征在于，所述聚丙烯酸烷烃酯的重均分子量为30
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200万；更优选地，所述聚丙烯酸烷烃酯的重均分子量50
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150万。3.根据权利要求1或2所述的热塑性聚合物用加工助剂，其特征在于，所述加工助剂还包括0
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70wt％的聚乙二醇或聚酯且含氟聚合物至少为10wt％；优选地，所述聚乙二醇或聚酯的重均分子量为1000
‑
20000；优选地，在所述加工助剂中，聚丙烯酸烷烃酯与含氟聚合物的重量比为1:1到2:1。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的热塑性聚合物用加工助剂，其特征在于，所述聚丙烯酸烷烃酯在常温下是弹性体；优选地，所述聚丙烯酸烷烃酯的玻璃化转变温度低于10℃；更优选地，所述聚丙烯酸烷烃酯的玻璃化转变温度低于0℃。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的热塑性聚合物用加工助剂，其特征在于，所述加工助剂的制备方法为：首先通过乳液聚合的方法得到聚丙烯酸烷烃酯乳液，然后将聚丙烯酸烷烃酯乳液加入到含氟聚合物乳液中搅拌均匀，最后共凝聚制得加工助剂；优选地，当所述加工助剂还包括聚乙二醇或聚酯时，所述加工助剂的制备方法为：首先通过乳液聚合的方法得到聚丙烯酸烷烃酯乳液，然后将聚丙烯酸烷烃酯乳液加入到含氟聚合物乳液中搅拌均匀得到混合乳液，再加入聚酯经共凝聚制得加工助剂，或将混合乳液直接共凝聚后再混和聚乙二醇制得加工助剂；优选地，聚丙烯酸烷烃酯乳液的平均粒径为100
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300纳米，固含量为15
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45％；优选地，含氟聚合物乳液的粒径为200
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500纳米，固含量为15
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45％。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的热塑性聚合物用加工助剂，其特征在于，所述聚丙烯酸烷烃酯由丙烯酸酯类单体、含羧酸基团的烯键式不饱和可共聚单体、饱和脂肪酸酯化烯醇类单体中的一种或多种单体...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘杰辉，冯沛劲，
申请(专利权)人：广州熵能创新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：