本发明专利技术涉及聚合物盐、包括该聚合物盐的润滑剂组合物及这类聚合物盐的制备方法。尤其涉及在塑料加工过程中用于挤塑模头工作表面的低粘度润滑剂，所述塑料要求润滑剂使其可加工，例如聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯及其共聚物。金属碱与在蜡的氧化过程中形成的酸官能团反应，由此形成聚合物盐，中和该蜡以及使可皂化的官能团皂化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及润滑剂组合物和制备此类润滑剂组合物的方法。更具体地，本专利技术涉及用于挤塑模头工作表面的低粘度润滑剂组合物。所述滑润剂特别适用于加工需要滑润剂以使其可加工的塑料，例如聚氯乙烯(PVC)、氯化聚氯乙烯(CPVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)及其共聚物。
技术介绍
许多年来，塑料例如PVC、CPVC和PVDC被广泛用于包括制造管材和硬质加压管道在内的各种用途。在这些材料中，PVC用于形成硬质管材和管道制品特别可取，因为其低成本和有益的性质(例如对酸、腐蚀性液体和气体的优越耐蚀性)。PVC管材还具有不阻碍流动和减少沉积物堆积的光滑内壁。其没有污染、提供快速和可靠的溶剂焊接连接、提供良好的耐压性并易于加工和安装。虽然PVC是非常通用的具有此类所需性能的聚合物，但PVC 基础树脂也相对较硬和易碎，且非常难以利用制造设备例如挤出机、注塑机或用于加工PVC 配混物的其他设备例如造粒机、刨片机和成锭机(pastillator)进行加工。相应地，适当调配及良好的润滑剂平衡对获得良好的机械和最终产物性能非常重要。已知本领域利用润滑剂系统作为助挤剂以促进塑料例如PVC、CPVC和PVDC的加工。滑润剂是在挤出机/模塑机中控制熔点以获得最佳加工特性和物理性质的物质。此类滑润剂可为外部的、内部的或外部的/内部的。外部滑润剂提供了良好的自金属表面的释放，且在单个PVC颗粒和金属表面之间起到润滑作用。他们一般是非极性分子，例如烷烃， 且通常是石蜡、矿物油或聚乙烯。外部滑润剂一般与PVC不相容、延缓熔融、帮助PVC滑过模头、机筒和螺杆的热熔表面而不产生粘附以及有助于最终产物表面的光泽。他们最终会转移到PVC的熔融表面上，在聚合物和挤出设备金属表面之间产生润滑作用，并主要用于处理透明度不是关键因素的应用中的硬质PVC。外部滑润剂主要是蜡，最常用的是石蜡。石蜡是在制备轻润滑油过程中从原油中分离出来的蜡。他们是透明的、无味的且可经精制用于接触食品。内部滑润剂提供在分子层级上的树脂颗粒之间的润滑，当PVC或其他热塑性塑料为熔融状态时通过提高微粒间流动来降低熔体粘度。他们一般是极性分子，通常为脂肪酸、 脂肪酸酯或脂肪酸的金属酯，且与PVC的相容性非常好。他们降低熔体粘度、减少内部摩擦和促进熔融。外部/内部滑润剂既提供外部润滑，又提供内部润滑，取决于润滑剂包含的化学基团的组合。他们具有两种润滑剂类型的化学基团，且一般具有长烃链和酰胺、醇、酸和酯基团。常用于PVC的外部/内部滑润剂种类为脂肪酸酰胺和被氧化的聚乙烯。这些材料中的某些材料在熔化前作为外部润滑剂，熔化后作为内部滑润剂。其它则相反。这些滑润剂中的每一种应表征为其在给定PVC配混物中的润滑种类。过去，众所周知脂肪酸金属盐用作润滑剂。这种盐典型地通过脂肪酸与金属氧化物、金属碳酸盐或金属氢氧化物的反应形成，例如氧化钙。然而，还发现混有蜡和此类脂肪酸或脂肪酸金属盐的已知润滑剂组合物非所需地提高了润滑剂组合物的粘度，从而使得润滑剂难以在制造设备上加工和精制。因此，需要较低粘度替代物。根据本领域中的这种需求，本专利技术提供一种溶液。
技术实现思路
本专利技术提供了一种聚合物配混物，该聚合物配混物包括附接金属基团的氧化蜡， 所述聚合物配混物的酸值为约0. 5mg KOH/g-约20mg KOH/g和皂化值为约5mg KOH/g-约 35mg KOH/g ；其中聚合物配混物在140°C的熔体粘度小于约450cps。本专利技术也提供了一种制备聚合物配混物的方法，该方法包括a)将至少一种金属碱与熔融的未氧化蜡混合；b)至少部分地使蜡氧化，由此产生酸官能团；和c)使金属碱与产生的酸官能团反应，由此产生一种聚合物配混物，该聚合物配混物包括附接金属基团的氧化蜡，所述聚合物配混物的酸值为约0. 5mgK0H/g-约20mg KOH/g和皂化值为约5mg K0H/g-约35mg K0H/g ；其中聚合物配混物在140°C的熔体粘度小于约 450cpso本专利技术进一步提供了一种形成聚合物配混物的方法，该方法包括a)提供一种至少部分氧化的蜡，所述至少部分氧化的蜡含有酸官能团；b)将至少一种金属碱与所述至少部分氧化的蜡混合；和c)使金属碱与酸官能团反应，由此产生一种聚合物配混物，该聚合物配混物包括附接金属基团的氧化蜡，所述聚合物配混物的酸值为约0.5mg K0H/g-约20mg K0H/g和皂化值为约5mg K0H/g-约35mg K0H/g ；其中聚合物配混物在140°C熔体粘度小于约450cps。聚合物盐能被用作挤出润滑剂，例如PVC润滑剂，在本领域需要的时候可单独或与其它蜡、酯、稳定剂等混合使用。当加工PVC配混物的时候，这种润滑剂能被用于提供内部和外部润滑。在内部，其提供了好的熔体共混以及低的加工温度，即降低了剪切热，并且在外部，其防止了 PVC配混物粘附于加工设备(例如挤压机、注塑机、造粒塔、成锭设备或用于加工PVC配混物的其它设备)的金属表面。本专利技术的方法对于大规模制备这些产品是非常经济和高效的。专利技术详述已出乎预料地发现可以通过金属碱与蜡组分氧化过程中产生的蜡官能团反应，原位产生金属盐而制得具有粘度低于蜡-金属盐共混物的聚合物盐配混物。例如，当低分子量聚乙烯蜡氧化时，沿着聚合物链产生一系列官能团，包括羧酸基团和酯。将金属碱加入这些氧化蜡的过程中，一些或全部羧酸基团被转变成相应的金属盐，例如相应的钙盐。通过将金属碱分散到熔融的、未氧化的蜡中然后将蜡氧化也能得到类似的结果。这些步骤的结果是金属碱由此附接或直接连在氧化蜡聚合物链上产生的羧酸基团和酯上，其中整个聚合物分子形成盐。进一步，所有其它可皂化基团，例如酯，也被转化为盐。这优选导致在氧化过程中产生的酸基团的完全中和和可皂化官能团的完全皂化，由此产生一种具有低酸值和低皂化值的配混物。这样形成的聚合物盐与氧化蜡和脂肪酸金属盐的简单共混物相比是具有较低粘度的独特配混物。还发现，当形成本文所描述的聚合物盐的蜡组分包括副产物蜡的时候，熔体粘度可以被进一步降低，其中副产物蜡是在高密度聚乙烯聚合过程中作为副产物所产生的。在高密度聚乙烯聚合过程中产生的副产物蜡是已知的，例如，可见于USP5，728，754，其被引入本文以作参考。在下述实施例中举例说明了依照本专利技术的这种副产物蜡的用途。这种副产物蜡或者可以与本专利技术的聚合物盐混合以形成多组分润滑剂组合物本专利技术聚合物配混物是一种聚合物盐，该聚合物盐包括附接金属基团的氧化蜡。 聚合物盐可以与其它蜡混合，例如至少一种烃蜡、酯或其它添加剂(例如稳定剂)，以形成润滑剂组合物，该润滑剂组合物可用作适合于各种聚合物(尤其是PVC)的内部或外部挤出润滑剂。本文所使用的术语“润滑剂组合物”是指一种包括一种或多种如本文制备的聚合物盐的物质，其中盐通过金属碱与蜡组分氧化过程中产生的羧酸基团原位反应形成。氧化蜡优选包括聚乙烯蜡，最优选低粘度聚乙烯蜡。正如本文所描述的，低粘度聚乙烯蜡是一种基本线性聚合物蜡，其熔体粘度在140°C低于或等于约100厘泊，重均分子量低于约1500，数均分子量低于约800，多分散性指数为至少约3. 5。更优选，低粘度聚乙烯蜡在140°C粘度低于约75cps，最优选在140°C低于约50cps。本文的粘度值是使用布鲁克菲尔德(Br本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：M·K·塞文，M·M·布劳恩，V·M·克拉克，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：
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