聚合物-油组合物、其制备和使用方法技术

本发明专利技术公开了包含热塑性聚合物和油的组合物，其中所述油分散于整个热塑性聚合物中。还公开了制备这些组合物的方法。

Polymer oil compositions, methods of making and using the same

A composition comprising thermoplastic polymers and oils in which the oil is dispersed throughout thermoplastic polymers is disclosed. Methods of making such compositions are also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含热塑性聚合物和油的均匀混合物的组合物。本专利技术还涉及制备这些组合物的方法。
技术介绍
热塑性聚合物用于多种应用中。然而，与其它聚合物物质相比，热塑性聚合物如聚丙烯和聚乙烯具有额外的挑战，尤其是在例如纤维形成方面。这是因为制备纤维的材料和工艺要求比制备其它形式如膜的要求更加严格。为制备纤维，相对于其它聚合物加工方法，聚合物熔体流动特性更加取决于材料的物理和流变性能。而且，与其它方法相比，纤维制备中局部剪切/拉伸速率和剪切速率大得多，并且为纺丝超细纤维，熔体中的小缺陷、轻微的不一致性或相不相容性是商业可行方法所不可接受的。此外，高分子量的热塑性聚合物不容易或不能有效地纺丝超细纤维。考虑到它们的可得性和潜在的强度改善，期望提供一种容易并且有效纺织此类高分子量聚合物的途径。使用高分子量聚合物，还有益地用于膜塑和注塑应用中，因为它一般改善强度和韧性。大多数热塑性聚合物如聚乙烯、聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯衍生自单体(例如分别为乙烯、丙烯和对苯二甲酸)，所述单体得自不可再生的化石基资源(例如石油、天然气和煤炭)。因此，这些资源的价格和可得性最终对这些聚合物的价格具有显著的影响。随着这些资源的国际价格迅速升高，由这些聚合物制得的材料的价格迅速升高。此外，许多消费者对购买仅衍生自石油化学产品的产品表现出反感，所述石油化学产品是不可再生的化石基资源。在一些情况下，消费者对购买由不可再生化石基资源制成的产品犹豫不决。其他消费者可能会对衍生自石油化学产品的产品具有负面印象，认为是“非天然的”或环境不友好的。热塑性聚合物通常与添加剂(例如油、颜料、有机染料、香料等)不相容或与其具有不佳的混溶性，所述添加剂本来可能有助于降低这些聚合物在下游制品制造中的消耗。迄今为止，本领域没有有效解决在使用这些聚合物的常见制品生产中如何降低衍生自不可再生化石基资源的热塑性聚合物的量。因此，期望解决该缺点。现有领域使聚丙烯与添加剂混合形成蜂窝状结构，其中聚丙烯为微量组分。这些蜂窝状结构是背后的目的，包括在形成结构后随后去除或提取出可再生材料。美国专利3，093，612描述了聚丙烯与多种脂肪酸的组合，其中脂肪酸被去除。科学文章J.Apply.Polym.Sci82 (I)第169-177页(2001)公开，对聚丙烯使用稀释剂以热致相分离，以产生开放并且较大的蜂窝状结构，但是聚合物比率低，其中随后将稀释剂从最终结构中去除。科学文章J.Apply.Polym.Scil05 (4)第2000-2007页(2007)经由热致相分离，用邻苯二甲酸二丁酯和大豆油混合物以及聚丙烯微量组分制备微孔膜。稀释剂在最终结构中去除。科学文章Journal of Membrane Sciencel08( 1-2)第25-36页(1995)使用大豆油和聚丙烯混合物，并且采用产生所期望膜结构的热致相分离，制备中空纤维微孔膜，其中聚丙烯为微量组分。稀释剂在最终结构中去除。在所有这些情况下，所述稀释剂均被去除，以获得最终结构。这些结构在去除稀释剂之前是油性的，过量的稀释剂产生非常开放的微孔结构，具有>10 μ m的孔尺寸。因此，需要热塑性聚合物的组合物，所述组合物允许使用较高分子量和/或减量的不可再生资源基材料，和/或掺入其它添加剂如香料和染料。另一个需要是，组合物存在递送最终产品中可再生材料的添加剂，并且还可使其它添加剂如染料和香料能够加入到最终结构中。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术涉及包含热塑性聚合物和基于所述组合物的总重量计约5重量％至约40重量％油的均匀混合物的组合物，其中所述油具有25°C或更低的熔点和大于160°C的沸点。所述组合物可为制得的粒料形式，以按原样使用，或储存以供将来使用，例如用于制备纤维。任选地，所述组合物可被进一步加工成最终可用形式如纤维、膜和成型制品。所述纤维可具有小于200 μ m的直径。除了为圆形或成型以外，所述纤维还可为单组分或双组分的，不连续的和/或连续的。所述纤维可为可热粘结的。所述热塑性聚合物可包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、它们的共聚物、或它们的组合。所述热塑性聚合物可选自聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯共聚物、聚乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、多羟基链烷酸酯、聚酰胺-6、聚酰胺_6，6、以及它们的组合。可使用熔流指数大于0. 5g/10min或大于10g/10min的聚丙烯。聚丙烯可具有约20kDa至约700kDa的重均分子量。热塑性聚合物可衍生自可再生生物基原料源如生物聚乙烯或生物聚丙烯，和/或可为可再循环资源如消费者使用后的可再循环资源。所述油可以基于所述组合物的总重量计约8重量％至约30重量％,或约10重量％至约20重量％的量存在于所述组合物中。所述油可包括脂质，所述脂质可选自甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯、脂肪酸、脂肪醇、酯化脂肪酸、环氧化脂质、马来酸化脂质、氢化脂质、衍生自脂质的醇酸树月旨、蔗糖聚酯、或它们的组合。所述油可包括矿物油，如直链烷烃、支化烷烃、或它们的组合。所述油可选自大豆油、环氧化大豆油、马来酸化大豆油、玉米油、棉籽油、卡诺拉油、蓖麻油、椰子油、椰树种子油、玉米胚芽油、鱼油、亚麻籽油、橄榄油、奥蒂树油、棕榈仁油、棕榈油、棕榈种子油、花生油、油菜籽油、红花油、鲸蜡油、向日葵籽油、妥尔油、桐油、鲸油、甘油三油酸酯、甘油三亚油酸酯、1-硬脂酸-二亚油精、1-棕榈酸-二亚油精、月桂烯酸、亚油酸、亚麻酸、肉豆蘧脑酸、油酸、棕榈油酸、1，2-二乙酰棕榈酸甘油酯、以及它们的组合。所述油可分散于热塑性聚合物中，使得热塑性聚合物中的所述油具有小于10 μ m，小于5 μ m,小于I μ m,或小于500nm的液滴尺寸。所述油可为可再生材料。本文所公开的组合物还可包含添加剂。所述添加剂可为油溶性的或油分散性的。添加剂的例子包括香料、染料、颜料、表面活性剂、成核剂、澄清剂、抗微生物剂、纳米颗粒、抗静电剂、填料、或它们的组合。在另一方面，提供了制备本文所公开的组合物的方法，所述方法包括a)将熔融态热塑性聚合物与同样为熔融态的油混合以形成混合物；以及b)在10秒或更短时间内将所述混合物冷却至等于或低于热塑性聚合物固化温度的温度，以形成所述组合物。制备组合物的方法可包括a)将热塑性聚合物熔融以形成熔融的热塑性聚合物；b)将熔融的热塑性聚合物和油混合以形成混合物；以及c)在10秒或更短时间内将所述混合物冷却至等于或低于热塑性聚合物固化温度的温度。混合可在大于10s—1，或约30至约lOOs—1的剪切速率下。混合物可在10秒或更短时间内冷却至50°C或更低的温度。可将所述组合物粒化。可在冷却混合物之后，或在冷却混合物之前或同时，进行粒化。可使用挤出机如单或双螺杆挤出机制备所述组合物。作为另外一种选择，制备组合物的方法可包括a)将热塑性聚合物以熔融形成熔融的热塑性聚合物山)将熔融的热塑性聚合物和油混合以形成混合物；以及c)挤出所述熔融混合物以形成最终结构，例如冷却时固化的长丝或纤维。【附图说明】为了更全面地理解本公开，对下列【具体实施方式】和其中附图应提供参考:图1示出以10、20和30重量％含量增量加入SBO (实例2、3和4)的聚丙烯载体PH-835的粘度，其示出粘度随着油添加剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，包含下列的均匀混合物：(a)热塑性聚合物；和(b)基于所述组合物的总重量计5重量%至40重量%的油，所述油具有25℃或更低的熔点和大于160℃的沸点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.20 US 61/488,4881.一种组合物，包含下列的均匀混合物: (a)热塑性聚合物；和 (b)基于所述组合物的总重量计5重量％至40重量％的油，所述油具有25°C或更低的熔点和大于160°C的沸点。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述热塑性聚合物包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、它们的共聚物、或它们的组合。3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述热塑性聚合物选自聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯共聚物、聚乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、多羟基链烷酸酯、聚酰胺_6、聚酰胺_6，6、以及它们的组合。4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述热塑性聚合物包括聚丙烯。5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，包含基于所述组合物的总重量计8重量％至30重量％的所述油。6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中所述油包括脂质。7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·M·阿伦，E·B·邦德，野田勇夫，D·S·默里，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：
国别省市：