用于具有高表面能的聚合物组合物的聚合型增塑剂制造技术

技术编号:5457401 阅读:341 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
揭示了由包含刚性有机聚合物和独特的一类聚酯增塑剂制备的成形制品,其包括但不限于膜、模塑品和挤塑型材,它们具有独特的所需性能的组合,这些性能包括高表面能、增塑剂的持久性,和加工性。所述成形制品可使用有机溶剂基油墨和水基油墨印刷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能使聚合物组合物具有独特的可用性能组合的聚合型增塑剂。 更具体地,本专利技术涉及含非活性末端单元的聚酯,与现有技术的增塑剂相比,掺入了该聚酯的聚合物组合物的加工性能提高。这些聚合物组合物特别可用于 生产具有足够高表面能数值的压延膜,以可以使用有机溶剂基油墨或水基油墨进行印刷。聚酯型增塑剂己经用于各种聚合物组合物中。由John Wiley和Sons公司 出版、Edward J. Wickson编辑的PVC配制手册(Handbook of PVC Formulating) 第6章第223-252页(1993)中详细描述了这类增塑剂。适合用作增塑剂的聚酯通过脂族或芳族二羧酸与二醇、甘醇或低聚二醇反 应制得。聚合物的平均分子量取决于许多变量,包括但不限于使用的聚合催化 剂,单体的摩尔比,任何单官能醇或羧酸的浓度,和聚合反应的条件。当需要聚合物分子的端部存在非活性基团时,单官能醇和/或单羧酸要么 存在于初始反应混合物中,要么在聚合反应的过程中加入。用作增塑剂的聚酯的重均分子量通常约为1,000-13,000,或者更高。在单 官能反应物不存在的情况下,根据单体的化学计量比,聚合物分子上的大部分 末端单元将是羟基或羧基。聚合物组合物通常除了增塑剂之外还含有各种其它添加剂,以促进该组合 物的随后加工,以及/或者使由该聚合物组合物形成的成形制品或膜具有所需的性能。添加剂的类型和量取决于用于加工聚合物的设备和条件以及最终制品所 需的物理性能,添加剂包括但不限于润滑剂、聚合型加工助剂、抗氧化剂、热 稳定剂、阻燃剂、填料和颜料。本专利技术的组合物包括l)增塑溶胶,其仅仅包含一种刚性聚合物、本专利技术增 塑剂中的-一种增塑剂、和以该增塑溶胶的重量为基准计最多5重量%的可与所 述增塑剂混溶但不是所述聚合物的溶剂的有机液体;2)有机溶胶,其主要由上 述聚合物、增塑剂和通常5-70重量%的所述有机液体组成。本专利技术的-一个目的是提供一类用于各种聚合物组合物的聚合型增塑剂,该 增塑剂不仅是有效的增塑剂,而且还可以减少或消除对含有其它聚合型增塑剂 的聚合物组合物中所需的润滑剂、加工助剂和/或热稳定剂之类的一些添加剂和 改性剂的需要,.本专利技术的增塑的聚合物组合物特别可用于制造可在其上印刷的 膜、模塑品和挤塑型材。专利技术概述本专利技术提供一种聚酯增塑剂,其重均分子量为1,000-5,000,包括通式 -011|0(0)012(:(0)-的重复单元,其中所述聚酯的至少96%的末端单元具有选 自WC(0)-或R40-的通式,R'是至少一种选自下组的基团含3-6个碳原子的 直链或支链垸基,Fe是至少一种选自下组的基团含1-IO个碳原子的亚垸基,和亚苯基;R 是至少一种选自下组的基团含l-24个碳原子的烷基,和苯基; R"是至少一种选自下组的基团含1-24个碳原子的烷基,和甲苯基;所述聚酯的羟值小于10毫克K0H/克。本专利技术增塑剂在25"C时可以是液体、固体或半固体。本专利技术还提供l)由于存在本专利技术增塑剂而具有独特且所需的性能组合的 聚合物组合物,2)由这些聚合物组合物制备的膜和成形制品,包括但不限于模 塑物品和挤塑型材。本专利技术的增塑聚合物组合物通常是微细固体,需要使用挤出机、辊炼机或 类似设备在剪切和较高温度下进行加工以得到可流动的液体材料。下面将详细地描述本专利技术的聚酯,适用于制备这些聚酯的单体,含有这些 聚酯的聚合物组合物,由这些组合物形成的成形制品,使这些成形制品与使用含其它增塑剂的聚合物组合物制备的制品不同的性能组合。专利技术详述分子量本专利技术增塑剂的重均分子量为1,000-5,000克/摩尔。聚合物的分子量通过以下方式控制在用于制备聚合物的反应混合物中包含总共约11-22重量%的至少--种单官能羧酸和/或至少一种单官能醇作为链终止剂。链终止剂可以与二 官能反应物一起加入,或者在聚合反应过程中加入。该分子量范围和低羟值与更高或更低分子量以及更高羟值相比的优点在于以下性能的组合效率更高(聚合物/增塑剂掺混物获得所需性能所需的增塑 剂更少),该掺混物的加工性能提高,膜和成形制品的表面能更高,以及增塑 剂更持久。如果分子量和羟值超过该范围,则上述性能的至少一种性能将损失。例如, 较低分子量的增塑剂不够持久,结果导致增塑剂所赋予的所需性能更迅速地恶 化。较高分子量的增塑剂可能比本组的增塑剂更持久,但是这是在有损于成为 本组增塑剂特性的其它所需性能中的一种或多种性能的情况下才获得的。端基本专利技术的聚合型增塑剂含有约小于4重量%的具有端羟基或端羧基的分子。已经显示,端羟基会降低增塑剂在潮湿环境中抗渗移性和/或耐萃取性, 而端羧基在提供所需润滑性的同时却不利地影响增塑剂的热稳定性。端羧基和 端羟基的组合可以在不损失表面能的情况下提供润滑性。两种端基的相对浓度 由增塑的聚合物组合物所需的性能决定。如上文所述,本专利技术聚酯的羟值优选应不超过10毫克氢氧化钾/克。 本专利技术增塑剂的非活性端基用通式R3C(0)4P R4 O-表示,其中W和R4 如上文所定义。W优选含12-18个碳原子,RM尤选是含8-16个碳原子的烷基, 或者是苯基烷基,例如甲苯基。特别优选的端基是由棕榈酸和十六垸醇得到的 基团。由饱和脂肪酸得到的端基可以提供极佳的润滑性,从而减少或消除其它润滑剂如硬脂酸和热稳定剂如硬脂酸钡/锌和硬脂酸,丐/锌。 二7C酉享适用于制备本专利技术增塑剂的二元醇和单体甘醇(monomdic giycol)含有3-6 个碳原子。优选的二元醇包括但不限于1,3-和1,4-丁二醇、新戊::醇、2-甲基 -1,3-丙二醇和1,2-丙二醇。这种优选是依据所得增塑剂与各种有机聚合物的相 容性。二元羧酸适用于制备本专利技术增塑剂的二元羧酸用通式HO(0)CR2C(0)OH表示,其 中RS是至少一种选自下组的基团含l-10个碳原子的直链或支链亚烷基;和 亚苯基。优选W是直链亚烷基,并含4-6个碳原子。基于己二酸可商业购得和 所得增塑剂的性能,最优选的二元羧酸是己二酸。聚合型增塑剂的制备使用已知的制备聚酯的方法制备本专利技术的聚合型增塑剂。通常将二官能和 单官能反应物与酯化催化剂如水合氧化一丁基锡一起在合适的反应器中混合, 加热到约205-225'C的温度。在整个聚合反应过程中,通过蒸馏除去酯化反应生成的副产物水。可通过 测量反应混合物显示的运动粘度、羟值和/或酸值来监控聚合反应的进程。当达到所需的粘度、酸值和羟值时,对聚酯进行纯化。该步骤可包括使反 应混合物处于减压下以除去挥发性物质,例如未反应的单体以及在聚合反应过 程中使用的任何溶剂。本专利技术聚酯在98.9。C测量的运动粘度通常为75-80厘沲 (centistokes),羟值通常小于10毫克KOH/克,酸值通常小于1毫克KOH/克。可使用的其它纯化步骤包括但不限于过滤,以及使用过氧化氢与最终反应 混合物中高沸点有色物质反应进行漂白。根据其分子量,本专利技术增塑剂在25"C时可以是液体、固体或半固体。适合与本专利技术增塑剂 一起使用的聚合物的例子包括但不限于氯乙烯的均聚物和共聚物,丙烯酸和甲基丙烯酸及其酯的均聚物和共聚物,聚氨酯,环氧11聚合物,和弹性体,包括但不限于氯丁橡胶和丁腈橡胶。增塑剂通常占聚合物组合物的10-50重量%,优选15-35重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚酯增塑剂,其重均分子量为1,000-5,000克/摩尔,包括通式-OR↑[1]O(O)CR↑[2]C(O)-的重复单元,其中所述聚酯的至少96%的末端单元具有选自R↑[3]C(O)-或R↑[4]O-的通式,R↑[1]是至少一种选自下组的基团:含3-6个碳原子的直链或支链亚烷基;R↑[2]是至少一种选自下组的基团:含1-10个碳原子的直链或支链亚烷基,和亚苯基;R↑[3]是至少一种选自下组的基团:含1-24个碳原子的直链或支链烷基,和苯基;R↑[4]是至少一种选自下组的基团:含1-24个碳原子的烷基,和甲苯基;所述聚酯的羟值不超过10毫克KOH/克。

【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:MV约什WD阿伦特K劳施
申请(专利权)人:吉诺维克特别控股公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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