CN101133123A - 透明聚合物共混物和由其制备的制品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了具有高透明性和低雾度的聚合物组合物,其包含以下组分的不混溶性共混物:一种或多种选自聚酯、聚碳酸酯和聚丙烯酸酯的热塑性聚合物;和共聚酰胺或含至少两种聚酰胺的转酰氨基化均相共混物。不混溶性共混物的各组分的折射指数之差是约0.006至约-0.0006。折射指数上的小差异使得能将再研磨料引入聚合物组合物中以生产透明的成型制品。本发明的共混物用于生产成型制品例如片材、膜、管、瓶、预制体和型材。这些制品可以具有一层或多层,并显示改进的优异阻隔性能和良好的熔体加工性,同时保持优异的机械性能。可以将金属催化剂引入该组合物中以制备除氧组合物。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2005年3月2号提交的美国临时申请序列号60/657,746和于2005年3月2号提交的60/657,747的权益,将所述申请的内容均引入本文以供参考。
发明领域
本发明涉及透明的不混溶性聚合物共混物,其包含至少两种聚合物组分。具体而言,本发明涉及不混溶性共混物,其包含至少一种热塑性聚合物和共聚酰胺或至少两种聚酰胺的均相共混物,其中不混溶性共混物的不同相在它们的折射指数绝对值方面有小差别。本发明还涉及包含所述不混溶性共混物的成型制品,其中聚合物组分之间的折射指数紧密匹配。
发明背景
许多产品(特别是食品)对氧气的存在和水的损失或吸收是敏感的。具有这种敏感性的包装产品容易因为暴露于氧或吸湿而劣化。例如,用于限制食品与氧气接触的包装材料能帮助保持食物制品的品质和减少变质。因此,这种阻隔包装的使用保持制品更长的使用期,从而减少再储存的成本和浪费。为解决这一问题的努力使得在包装材料中广泛使用氧气阻隔剂和/或水分阻隔(防潮)剂。已知许多聚合材料用作对氧气或水分的阻隔剂。例如,典型的水分阻隔剂包括聚乙烯和聚丙烯。代表性的氧气阻隔剂包括聚乙烯/乙烯基醇(“EVOH”)、聚乙烯基醇(“PVOH”)、聚酰胺(尼龙),以及这些材料的共混物。聚偏二氯乙烯、氯乙烯共聚物和偏二氯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物也用作水分和氧气阻隔剂。
但是,这些常规的阻隔材料是昂贵的,并且具有不稳定的结构特征或其它缺陷,导致难以仅仅由阻透材料生产包装材料或形成不需要的包装材料。例如,虽然EVOH具有优异的氧气阻隔性能,但是不能用作水分阻隔剂。其它阻隔材料单独用作包装材料时不利地是昂贵的。为了避免这些问题,普通实践中使用多层结构,其中昂贵阻隔材料的量可以减少到薄层,并与在阻隔层的一面或两面上的作为结构层的廉价聚合物一起使用。多层结构的使用还通过结构层帮助保护阻隔层免受劣化。但是,多层产品的生产是昂贵的。此外,多层制品在再循环利用方面是困难的,因为不同的聚合物组分难以分离。另外,将回收的聚合物边角料或“再研磨”料与原料聚合物共混通常导致不满意的雾度或不透明性,这是因为原料与再研磨料的不相容性。
常规阻隔聚合物的缺点也可以通过使用阻隔聚合物与另一种聚合物的共混物来克服。如上所述,不利的是,阻隔聚合物和其它热塑性聚合物的许多共混物是不混溶性的,并是不透明或浑浊的。这些共混物不能令人满意地应用于需要透明性的用途,例如饮料容器。
在包装应用中通常使用聚酯聚合物,例如聚对苯二甲酸乙二酯(“PET”)。PET具有许多能用于包装材料的性能,包括对于在具有多用途的瓶中所包装的软饮料而言可接受的二氧化碳阻隔性能。但是,对于在较小瓶中和在其氧气阻隔剂中包装的软饮料需要改进PET的二氧化碳阻隔性能,该阻隔剂不能很好地用于包装对氧敏感的产品,例如啤酒、橘子产品、基于番茄的产品和无菌包装的肉制品。聚萘二甲酸乙二醇酯(“PEN”)作为阻隔剂比PET的效果好3-10倍,但是更昂贵。
多层结构可以用于改进PET的气体阻隔特性。例如具有优异氧气阻隔性(也称为“被动阻隔”)或清除性能(也称为“主动阻隔”)的聚合物可以与PET组合,制得由各单种聚合物组成的层合结构。但是,这些多层结构的生产是昂贵的。阻隔聚合物与PET的共混物也已经用于改进包装的氧气阻隔性能,但是如上所述,通常具有差的透明性,并且不适用于许多包装应用。共混物的透明性差也使得难以将来自聚合物共混物的生产边角料循环到原料聚合物中。
共聚酯膜和挤出吹塑的(“EBM”)瓶通常需要具有韧性,并通常代替PET用于挤出吹塑和膜用途。这些用途通常需要与取向PET可比的阻隔性能。但是不幸的是,共聚酯的阻隔性能比取向PET差。多层结构可以通过将薄的阻隔膜共挤出至较厚本体结构的中心以改进总体阻隔性。但是为了经济性起见,EBM和膜工艺通常要求高含量(最高80%)的再研磨料(即边角料)进行再加工。不幸的是,典型的阻隔材料不能与共聚酯混溶,并且这些阻隔聚合物与聚酯的共混物通常显示高水平的雾度和差的透明性。所以,当边角料聚合物(即再研磨料)被循环回初始层时,整个膜结构的雾度增加到不可接受的水平。
能提供良好的被动和/或主动阻隔性能、经济的并可以有效循环的聚合物共混物是本领域所需要的。这些共混物应当是透明的,含有热塑性和阻隔聚合物(该聚合物能提供对氧气、水和二氧化碳的高阻隔性),并可以在引入高含量再研磨料的制品成型工艺中经济地使用。另外,需要阻隔性和热塑性聚合物组合物,其能经济地用于生产具有高透明性的多层制品,并能容忍高含量的再研磨料。
发明概述
具有高透明性和高阻隔性能的聚合物组合物可以由一种或多种热塑性聚合物和共聚酰胺或至少两种聚酰胺的均相、转酰氨基化共混物的不混溶性共混物制备,其中在聚酰胺组分和热塑性聚合物组分之间的折射指数之差是约0.006至约-0.0006。因此,本发明提供一种聚合物组合物,其包含以下组分的不混溶性共混物:
(i)包含至少一种热塑性聚合物的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)包含至少两种聚酰胺的均相、转酰氨基化共混物的第二组分;
其中第二组分(ii)和第一组分(i)的折射指数之差即RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小。
第一组分包含至少一种热塑性聚合物,其选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和这些聚合物的均相共混物,而第二组分包含至少两种聚酰胺的共混物,所述聚酰胺已经被转酰氨基化以制成均相共混物。我们已经发现通过选择具有不同含量的脂族和芳族残基的至少两种聚酰胺并将这些聚酰胺进行转酰氨基化以形成均相共混物,第一和第二组分的折射指数能够紧密地匹配。因此,热塑性聚合物和聚酰胺的均相共混物可以用于将第二组分和第一组分的折射指数设计在它们所需的范围内,使得折射指数之差是约0.006至约-0.0006。例如,聚酯和含双酚A残基的聚碳酸酯的均相共混物可以用作第一组分,包含间苯二甲胺和己二酸的残基的第一种聚酰胺与第二种脂族聚酰胺的转酰氨基化均相共混物可以用作阻隔聚合物。当折射指数如此匹配时,第一和第二组分形成透明的不混溶性共混物,其适用于制备能用于许多包装用途的高透明性成型制品。多层结构也可以通过本领域公知的许多方法制备。例如,第一和第二组分可以从熔体共挤出或共注射成单独的各层,或者这些层可以各自形成并在后续的工艺(例如层合)中组合在一起。
第二组分也可以包含共聚酰胺,其具有的芳族和脂族二羧酸与二胺残基的比例可以变化以紧密地与第一和第二组分的折射指数匹配。因此,本发明的另一方面是一种聚合物组合物,其包含以下组分的不混溶性共混物:
(i)包含至少一种热塑性聚合物的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)包含共聚酰胺的第二组分;
其中第二组分(ii)和第一组分(i)的折射指数之差即RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小。
本发明的另一方面是一种通过包括将以下组分进行熔融共混的方法而制备的聚合物组合物:
(i)包含至少一种热塑性聚合物的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)包含至少两种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物的第二组分;
其中第二组分(ii)和第一组分(i)的折射指数之差即RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小。
本发明的组合物显示优异的阻隔性能。氧气阻隔性能可以通过将过渡金属催化剂例如钴、锰、铁、钌、铜、镍、钯和铂引入共混物中来生产除氧组合物。因此,本发明进一步提供一种除氧组合物,其包含:
(A)包含以下组分的不混溶性共混物:
(i)包含至少一种热塑性聚合物的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)包含至少两种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物的第二组分;
其中第二组分(ii)和第一组分(i)的折射指数之差RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小;和
(B)至少一种选自元素周期表3-12族4-6行的金属。典型的金属催化剂是钴、锰和铁。
本发明的共混物用于生产透明的成型制品,其具有改进的阻隔性能、熔体加工性和优异的力学性能,并且可以在原料聚合物中使用高比例的再研磨料来制备。这些成型制品可以具有单层或多层,并且具有许多包装应用。因此,本发明进一步提供一种形成成型制品的方法,包括:
(A)将以下组分进行熔体共混:
(i)包含至少一种热塑性聚合物的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)包含共聚酰胺或至少两种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物的第二组分;
其中第一组分(i)和第二组分(ii)形成不混溶性共混物,第二组分(ii)和第一组分(i)的折射指数之差RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小;
(B)形成成型制品;
(C)回收包含共混的第一和第二组分(i)和(ii)的边角料聚合物组合物;
(D)将边角料聚合物组合物研磨以制备聚合物再研磨料;
(E)任选地,将边角料聚合物组合物进行干燥;和
(F)将聚合物再研磨料与步骤(A)中的第一和第二组分(i)和(ii)组合。可以通过本发明方法制备的成型制品的例子包括、但不限于片材、膜、管、瓶或型材。成型制品可以通过挤出、压延、热成型、吹塑、挤出吹塑、注塑、压缩模塑、铸塑、牵伸(drafting)、伸幅(tentering)或发泡来生产。
成型制品可以具有一个或多个含有第一和第二组分的不混溶性共混物的层;或可以具有多层,其中第一和第二组分处于分别的层中。本发明也提供一种多层的成型制品,其包含:
(i)包含至少一种热塑性聚合物的第一层,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)包含至少两种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物的第二层;
其中第二层(ii)和第一层(i)的折射指数之差RI(第二层)-RI(第一层)是约0.006至约-0.0006,并且所述成型制品具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小。
本发明还提供一种形成多层成型制品的方法,包括:
(i)将包含至少一种热塑性聚合物的第一组分加热到约第一组分的Tg+100℃至约第一组分的Tg+300℃的温度,其中所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;
(ii)将第二组分加热到约第二组分的Tg+100℃至约第二组分的Tg+300℃的温度,其中第二组分包含共聚酰胺或至少两种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物;
(iii)形成在分别的层中具有第一和第二组分的成型制品;
(iv)回收第一和第二组分的边角料;
(v)将第一和第二组分的边角料研磨以制备再研磨料;
(vi)任选地,将再研磨料进行干燥;和
(vii)将再研磨料与步骤(i)和(ii)中的第一组分、第二组分或其混合物组合;
其中步骤(ii)中的第二组分和步骤(i)中的第一组分的折射指数之差RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小。所述再研磨料可以被引入第一或第二层中,并可以占该制品的约5-约60重量%。
本发明的详细描述
具有高透明性和良好阻隔性能的聚合物组合物可以从一种不混溶性共混物制备,所述不混溶性共混物包含一种或多种热塑性聚合物和至少两种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物,其中聚酰胺共混物与热塑性聚合物之间的折射指数之差是约0.006至约-0.0006。所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小。在一般的实施方案中,本发明提供一种聚合物组合物,其包含以下组分的不混溶性共混物:
(i)包含至少一种热塑性聚合物的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)包含至少两种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物的第二组分;
其中第二组分(ii)和第一组分(i)的折射指数之差RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小。热塑性聚合物和聚酰胺可以选自各种聚合物。可以通过选择第二组分的聚酰胺的比例或通过将第一组分的热塑性聚合物共混形成均相共混物来调节第二组分和第一组分的折射指数,得到约0.006至约-0.0006的折射指数差异。本发明的新型组合物可以用于生产具有一层或多层的成型制品,例如片材、膜、管、瓶和型材。成型制品可以通过挤出、压延、热成型、吹塑、挤出吹塑、注塑、压缩模塑、铸塑、牵伸、伸幅或发泡来生产。可以生产多层制品,其中不混溶性共混物存在于一层或多层中,或者第一和第二组分处于不同的层中。因为第一和第二组分的折射指数差异小,所以由本发明组合物生产的成型制品可以引入显著量的再研磨料并保持良好的透明性。制得的这些成型制品的透明性和阻隔性能使得它们特别用于包装用途。
除非另有说明,在说明书和权利要求书中用于表示组分的量、性能例如分子量、反应条件等的所有数字应当理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此,除非有相反的说明,在以下说明书和所附权利要求书中出现的数字参数表示大约的含义,可以根据本发明所需要的性能而变化。在最低程度上,各个数字参数应当至少考虑到所记录的确切数字并采用通常的凑整技术来分析。此外,在公开内容和权利要求书中所述的范围表示包括具体的整个范围并且不仅是端点。例如,0-10的范围表示公开了:0和10之间的所有整数,例如1、2、3、4等;在0-10之间的所有分数,例如1.5、2.3、4.57、6.1113等;和端点0和10。同样,与化学取代基有关的范围,例如“C1-C5烃”,表示特别包括和公开了C1和C5烃以及C2、C3和C4烃。
虽然设定本发明宽范围的数字范围和参数是大约的含义,但是在具体实施例中出现的数值是尽可能精确地记录的。但是,任何数值本身含有某些误差,这必然由于在其相应实验检测中发现的标准偏差所导致。
在说明书和所附权利要求书中所用的单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括它们的复数形式,除非另有说明。例如,“聚合物”或“成型制品”是表示包括多种聚合物或制品的加工或制备。对于含有或包括“一种”组分或“一种”聚合物的组合物,是表示除所述组分之外还相应地包括其它组分或其它聚合物。
术语“包含”或“含有”或“包括”表示至少所述的化合物、元素、颗粒或工艺步骤等存在于该组合物或制品或方法中,但是并不排除其它化合物、催化剂、材料、颗粒、工艺步骤等的存在,即使这些其它化合物、催化剂、材料、颗粒、工艺步骤等具有与所述那些相同的作用,除非在权利要求中明确排除。
还应当理解的是提到一个或多个工艺步骤时并不排除在组合的所述步骤之前或之后的额外工艺步骤或在那些明确定义的步骤之间的中间工艺步骤的存在。此外,工艺步骤或组分的编号是用于确定不同活性或组分的常规方式,且所说明的编号可以按照任何顺序排列,除非另有说明。
在本文使用的术语“聚酯”表示包括均聚聚酯、共聚聚酯和三元共聚聚酯。一般而言,聚酯是通过一种或多种双官能羧酸与一种或多种双官能羟基化合物进行缩聚反应而制备的合成聚合物。通常,双官能羧酸是二羧酸或羟基羧酸,双官能羟基化合物是二元醇,例如二元醇和二醇。在本发明中,双官能羧酸可以是脂族或环脂族二羧酸,例如己二酸;或芳族二羧酸,例如对苯二甲酸。双官能羟基化合物可以是环脂族二醇,例如1,4-环己烷二甲醇;直链或支化的脂族二醇,例如1,4-丁二醇;或芳族二醇,例如氢醌。
在本文使用的术语“聚酰胺”表示包括通过一种或多种双官能羧酸与一种或多种双官能胺的缩聚反应或通过内酰胺的开环聚合所制备的合成聚合物,并且可以包括均聚物和共聚物。例如,双官能羧酸可以是二羧酸,例如己二酸或间苯二甲酸;双官能胺可以是二胺,例如六亚甲基二胺或间苯二甲胺。本文使用的术语“共聚酰胺”理解为表示含有至少2个化学上不同的重复单元的聚酰胺。例如,MXD6尼龙不是共聚酰胺,因为它仅仅含有单种的化学上不同的重复单元,该重复单元含有己二酸和间苯二甲胺的残基。相比之下,通过六亚甲基二胺与己二酸和间苯二甲酸的缩合所制备的己二酰己二胺/间苯二甲酰己二胺共聚物具有两种在化学上不同的重复单元,也就是说,一种含有六亚甲基二胺与己二酸的残基的重复单元和另一种含有六亚甲基二胺与间苯二甲酸的残基的重复单元。
在本文,术语“聚碳酸酯”定义为碳酸酯源化合物和二醇源化合物的缩合产物,具有含有100摩尔%碳酸酯单元的碳酸酯组分和含有100摩尔%二醇单元的二醇组分,对于总共200摩尔%单体单元或100摩尔%“重复单元”而言。在本发明的一个实施方案中,第一组分的聚碳酸酯单元是基于4,4’-亚异丙基二苯酚的聚碳酸酯,通常称为双酚A聚碳酸酯。可在本发明中使用的各种直链或支化聚碳酸酯可以衍生自双酚A,并且可以通过本领域公知的方法制备,例如公开在US专利No.’s3,030,335和3,317,466中。可以在本发明中使用并可以从商业获得的双酚A聚碳酸酯的例子包括可以从General Electric Company以商品名LEXAN销售的材料,和可以从Bayer Inc以商品名MAKROLON销售的材料。
在本文使用的术语“聚丙烯酸酯”是通过一种或多种双官能二羧酸与一种或多种二元酚的缩聚反应制备的聚酯。例如,典型的芳族二羧酸是对苯二甲酸和间苯二甲酸,典型的芳族二元酚是双酚A和氢醌。
在本文当提到本发明聚合物时使用的术语“残基”表示任何通过涉及相应单体的缩聚或开环反应被引入聚合物中的有机结构。在本文使用的术语“重复单元”表示能够在聚合物中重复发现的单体残基的最短序列。例如,在聚酯中,重复单元是具有二羧酸残基和二醇残基,或经由羰基氧基键合的羟基羧酸残基的有机结构。在聚酰胺中,重复单元是具有经由酰胺基团键合的二羧酸和二胺残基、内酰胺或氨基酸残基的有机结构。
本领域技术人员也能够理解在本发明的各种聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯和聚丙烯酸酯内相关的残基可以从母体单体化合物本身衍生或从母体化合物的任何衍生物衍生。例如,在本发明聚合物中提到的二羧酸和氨基酸残基可以衍生自二羧酸或氨基酸单体或其相关的酰卤、酯、盐、酸酐或其混合物。因此,这里所用的术语“二羧酸”或“氨基酸”旨在包括二羧酸和二羧酸的任何衍生物,包括相应的酰卤、酯、半酯、盐、半盐、酸酐、混合酸酐或其混合物,用于与二醇反应制备高分子量聚酯或聚酰胺的缩聚工艺中。“羟基羧酸”旨在包括脂族和环脂族的羟基羧酸以及单羟基单羧酸和任何其衍生物,包括其相应的酰卤、酯、环酯(包括二聚体,例如乳酸交酯)、盐、酸酐、混合酸酐或其混合物,用于缩聚工艺或开环反应中以制备高分子量聚酯。相似地,“氨基酸”旨在包括脂族、芳族和环脂族的氨基酸及其任何衍生物,包括其相应的酰卤、酰胺、环酰胺(内酰胺)、盐、酸酐、混合酸酐或其衍生物,用于缩聚工艺或开环反应中以制备高分子量聚酰胺。另外,术语“二胺”旨在包括二胺以及其相关的盐、酰胺或它们的任何其它衍生物,用于制备聚酰胺。
当在本申请中使用术语“特性粘数”(I.V.)时,应当理解为表示在25℃使用0.5g聚合物/100ml的含有60重量%苯酚和40重量%四氯乙烷的溶剂测量得到的粘度。
在本文使用的术语“折射指数”(简称为“RI”)表示根据本领域公知的标准方法获得的折射指数测量值。在本文记录的折射指数是在633nm波长下用Metricon Prism CouplerTM 2010型折射仪(来自MetriconInc.)测定的,并记录为在三个正交方向(挤出或拉伸方向、横向和厚度方向)上测量的折射指数的平均值。在关于本发明的组合物、方法和成型制品的内容中,所用的术语“折射指数之差”总是表示通过用含有聚酰胺或共聚酰胺的组分(这里通常简称为“第二组分”或在多层制品中的“第二层”)的折射指数减去含有聚酯、聚碳酸酯或聚丙烯酸酯的组分(这里通常简称为“第一组分”或在多层制品中的“第一层”)的折射指数所获得的值。因此,根据本发明,折射指数之差(“ΔRI”)应当按照以下公式计算:
ΔRI=RI(第二组分或第二层)-RI(第一组分或第一层)
对于本领域技术人员而言,折射指数之差显然可以是正数或负数。
在本文使用的术语“雾度%”表示根据ASTM方法D1003使用HunterLab UltraScan Sphere 8000比色计(由Hunter Associates LaboratoryInc.制造,Reston,Va)采用Hunter’s Universal Software(3.8版)测定的雾度值(雾度%=100×扩散透射/总透射)。测量折射指数的方法在实施例中提供。对于本发明的组合物,雾度通过将组合物模塑或铸塑成厚度1/8英寸或更小的片或膜并根据实施例中描述的工序测量雾度而测定。对于成型制品,包括多层成型制品,雾度可以通过将制品切成厚度为1/8英寸或更小的小块(即,1×1cm)并根据实施例中描述的工序测量雾度而测定。
在本文使用的术语“玻璃化转变温度”(“Tg”)表示使用差示扫描量热法(“DSC“)测定的Tg值,通常采用20℃/分钟的扫描速率。DSC仪器的例子是TA Instruments 2920差示扫描量热仪。
本发明的组合物包含第一组分,其含有一种或多种选自以下的热塑性聚合物:聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物。在本文使用的术语“热塑性聚合物”表示具有本领域普通技术人员所理解的通用含义,也就是当暴露于热时软化并当冷却到室温时返回其初始状态的聚合物。第一组分可以含有单种的热塑性聚合物,或两种或更多种聚合物的共混物,条件是所述共混物是均相共混物。在本文使用的术语“均相共混物”是术语“混溶性”的同义词,并旨在表示所述共混物具有单个的均匀相,由单个的组成依赖性Tg来表示。例如,能与第二种聚合物混溶的第一种聚合物可以用于“增塑”第二种聚合物,如美国专利6,211,309所述。均相共混物可以通过简单地将两种或多种聚合物共混来形成,或在缩合聚合物(例如聚酯或聚酰胺)的情况下通过将两种或多种聚合物进行酯交换或转酰氨基化来形成。相反,在本文使用的术语“不混溶性”表示显示至少两个无规混合的相,并显示多于一个Tg的共混物。一些聚合物可以是不混溶性的,但是能彼此相容。关于混溶性和不混溶性共混物以及各种表征分析技术的进一步通用描述可以在PolymerBlends第1和2卷(D.R.Paul和C.B.Bucknall编辑,2000,John Wiley&Sons,Inc)中找到。
第一组分可以含有一种或多种热塑性聚合物,选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物。例如,第一组分可以含有聚酯,该聚酯包含(a)二酸残基,其含有基于二酸残基总量计至少80摩尔%的选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸和1,4-环己烷二甲酸中的至少一种二羧酸的残基,和0至约20摩尔%的至少一种具有2-20个碳原子的改性二羧酸的残基;和(b)二醇残基,其含有基于二醇残基总量计至少80摩尔%的选自乙二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、二甘醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇中的至少一种二醇的残基,和0至约20摩尔%的至少一种具有3-16个碳原子的改性二醇的残基。含有顺式和反式异构体的环状二醇可以作为纯粹的顺或反式异构体或作为顺和反式异构体的混合物使用。
例如,二酸残基可以包括选自对苯二甲酸、间苯二甲酸或其组合中的一种或多种二羧酸的残基,二醇残基包括选自1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、乙二醇及其组合中的一种或多种二醇的残基。在一个实施方案中,例如,二酸残基可以含有对苯二甲酸和间苯二甲酸的残基。对苯二甲酸在聚酯中的浓度高于间苯二甲酸是有利的,这是因为所得的聚酯向所述共混物提供更大的冲击强度。例如,二酸残基可以含有约60-约100摩尔%的对苯二甲酸残基和0至约40摩尔%的间苯二甲酸残基,二醇残基可以含有约100摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基。其它二羧酸含量的例子包括约80-约100摩尔%的对苯二甲酸和0-20摩尔%的间苯二甲酸,和约100摩尔%的对苯二甲酸。
可以用作组分(i)中热塑性聚合物的其它代表性聚酯包括包含以下残基的聚酯:(a)含有80-100摩尔%对苯二甲酸残基的二酸残基,以及含有约50-约90摩尔%1,4-环己烷二甲醇残基和约10-约50摩尔%新戊二醇残基的二醇残基;(b)含有100摩尔%对苯二甲酸残基的二酸残基,以及含有约10-约40摩尔%1,4-环己烷二甲醇残基和60-约90摩尔%乙二醇残基的二醇残基;(c)含有100摩尔%对苯二甲酸残基的二酸残基,以及含有约10-约99摩尔%1,4-环己烷二甲醇残基、0-约90摩尔%乙二醇残基和约1-约25摩尔%二甘醇残基的二醇残基;和(d)含有100摩尔%对苯二甲酸残基的二酸残基,以及含有约50-约90摩尔%1,4-环己烷二甲醇残基和约10-约50摩尔%乙二醇残基的二醇残基。
在另一个例子中,二羧酸可以选自对苯二甲酸和间苯二甲酸,二醇选自1,4-环己烷二甲醇和乙二醇。在一个组合物中,例如,二羧酸是对苯二甲酸且二醇是1,4-环己烷二甲醇。在再一个例子中,二酸残基可以包含至少95摩尔%的对苯二甲酸残基,且二醇残基可以包含约10-约40摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基、约1-约25摩尔%的二甘醇残基和约35-约89摩尔%的乙二醇残基。
如果需要的话,聚酯可以进一步包含0至约20摩尔%的一种或多种具有2-20个碳原子的改性二酸的残基。例如,可以使用0至约30摩尔%的具有8至约16个碳原子的其它芳族二羧酸、具有8至约16个碳原子的环脂族二羧酸、具有约2-约16个碳原子的脂族二羧酸或其混合物。改性羧酸的例子包括、但不限于4,4’-联苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸、4,4’-氧基苯甲酸、反-4,4’-茋二羧酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸中的一种或多种。
在另一个实施方案中,聚酯可以含有基于二醇残基总摩尔数计的约1-约99摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基、约99-约1摩尔%的乙二醇残基。对于用于本发明聚酯的1,4-环己烷二甲醇残基,其摩尔比例通常包括约1-约10摩尔%,约1-约25摩尔%,约1-约40摩尔%,50摩尔%和更大,和100摩尔%。在另一个实施方案中,例如,二羧酸是1,4-环己烷二甲酸,二醇是1,4-环己烷二甲醇。在另一个例子中,聚酯可以含有1,4-环己烷二甲醇单元和新戊二醇的残基。在再一个例子中,聚酯可以含有1,4-环己烷二甲醇单元和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇的残基。
聚酯的二醇组分也可以改性为0至约20摩尔%的至少一种具有3-16个碳原子的改性二醇的残基。改性二醇的其它范围包括、但不限于0至约10摩尔%,和小于5摩尔%。改性二醇可以选自以下的一种或多种:1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、对苯撑二醇、新戊二醇、聚乙二醇、聚四亚甲基二醇和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇。聚亚烷基二醇的例子包括分子量最多为约2000的聚四亚甲基二醇(“PTMG”)和聚乙二醇(“PEG”)。二醇组分例如可以用0至约10摩尔%的聚乙二醇或聚四亚甲基二醇改性以提高弹性。在另一个例子中,二醇残基可以含有约10-约99摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基、0至约90摩尔%的乙二醇残基和约1-约25摩尔%的二甘醇残基。基于酸或二醇组分计,聚酯也可以含有最多约5摩尔%、通常约0.1-约2.0摩尔%的从具有至少三个羧基和/或羟基的化合物衍生的多官能支化剂的残基,从而形成支化聚酯。这些化合物的例子包括偏苯三酸或偏苯三酸酐、1,3,5-苯三酸、1,2,4,5-苯四酸酐、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三聚酸等。本领域技术人员能够理解最终的组合物可以通过共混各种树脂或通过直接在反应器中共聚而获得。对于使组成的可变性最小化而言,后者是有利的,但是经济原因通常使得共混方法是更成本有效的。
聚酯的另一个例子是含有基于二酸残基总量计的100摩尔%对苯二甲酸残基,和基于二醇残基总量计的以下二醇残基组合物中的任何一种:(i)约1-约5摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基和约99-约95摩尔%的乙二醇残基;(ii)约29-约33摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基和约71-约67摩尔%的乙二醇残基;(iii)约45-约55摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基和约55-约45摩尔%的乙二醇残基;(iv)约60-约65摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基和约40-约35摩尔%的乙二醇残基;(v)约79-约83摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基和约21-约17摩尔%的乙二醇残基;和(vi)约100摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基。
聚酯的特性粘数(I.V.)值通常在约0.4-约1.4dL/g的范围内。I.V.范围的其它例子包括约0.65-约1.0dL/g和约0.7-约0.85dL/g。如上所述,特性粘数是在25℃使用0.5g聚合物/100ml的含有60重量%苯酚和40重量%四氯乙烷的溶剂测量的。
本发明的聚合物可以是结晶性、半结晶性或无定形的聚合物。在本文使用的术语“半结晶性”表示该聚合物含有两相:有序的结晶相和无序的无定形相。具有半结晶性流变学的聚合物显示结晶熔融温度(Tm)和玻璃化转变温度(Tg),并可以区别于仅仅显示玻璃化转变温度的“无定形”聚合物。
在本发明中所用的聚酯通常是从二羧酸和二醇制备的,它们按照基本相等的比例反应并作为相应的残基引入聚酯聚合物中。所以,从本发明的二羧酸和二醇残基衍生的聚酯含有基本等摩尔比例的酸残基(100摩尔%)和二醇残基(100摩尔%),使得重复单元的总摩尔数等于100摩尔%。所以,在本文提供的摩尔百分比可以基于酸残基的总摩尔数、二醇残基的总摩尔数或重复单元的总摩尔数计。例如,含有基于酸残基总量计30摩尔%对苯二甲酸的共聚酯表示该共聚酯含有占100摩尔%酸残基的30摩尔%的对苯二甲酸残基。因此,在每100摩尔酸残基中有30摩尔的对苯二甲酸残基。在另一个例子中,含有基于二醇残基总量计30摩尔%1,4-环己烷二甲醇的共聚酯表示该共聚酯含有占100摩尔%二醇残基总量的30摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基。因此,在每100摩尔二醇残基中有30摩尔的1,4-环己烷二甲醇残基。在本文使用的对苯二甲酸、乙二醇和1,4-环己烷二甲醇的共聚酯当二醇组分主要是乙二醇时可以称为“PET”,当二醇组分主要是1,4-环己烷二甲醇时可以称为“PCT”,当乙二醇与1,4-环己烷二甲醇的比例大于1时可以称为“PETG”,和当乙二醇与1,4-环己烷二甲醇的比例小于1时可以称为“PCTG”。
本发明的聚酯可以从合适的二羧酸、酯、酸酐或盐以及合适的二醇或二醇混合物采用常规的缩聚反应条件制备。因此,本发明聚酯的二羧酸组分可以衍生自二羧酸、其相应的酯或它们的混合物。在本发明中使用的二羧酸的酯的例子包括二甲基酯、二丙基酯、二异丙基酯、二丁基酯和二苯基酯等。
本发明的聚酯可以通过本领域技术人员公知的方法制备。聚酯可以通过连续、半连续和间歇操作模式制备,并可以使用各种类型的反应器。合适的反应器类型例如包括、但不限于搅拌釜、连续搅拌釜、浆液反应器、管式反应器、刮板式薄膜反应器、降膜反应器或挤出反应器。二醇和二羧酸的反应可以使用常规的聚酯聚合条件或通过熔体相方法进行,但是具有足够结晶度的聚酯可以通过熔体相、然后通过固相缩聚技术来制备。例如,当通过酯交换反应制备聚酯,即由二羧酸组分的酯形式制备时,反应方法可以包括两个步骤。在第一个步骤中,二醇组分和二羧酸组分(例如对苯二甲酸二甲酯)在高温、通常约150-约250℃下在约0.0kPa-约414kPa表压(60磅/平方英寸,“psig”)的压力下反应约0.5-约8小时。优选,用于酯交换反应的温度是在约180-约230℃下约1~约4小时,同时优选的压力范围是约103kPa表压(15psig)至约276kPa表压(40psig)。然后,反应产物在高温和减压下加热形成聚酯,同时消除二醇,二醇在这些条件下易于挥发并从体系中除去。第二步骤或缩聚步骤是在高真空和通常约230-约350℃、优选约250-约310℃、最优选约260-约290℃的温度下继续约0.1-约6小时或优选约0.2-约2小时,直到获得具有所需聚合度(通过特性粘数测量)的聚合物。缩聚步骤可以在约53kPa(400托)至约0.013kPa(0.1托)范围内的减压下进行。在两个阶段中都使用搅拌或合适的条件以确保足够的传热和反应混合物的表面更新。两个阶段的反应速率通过合适的催化剂来提高,例如烷氧基钛化合物、碱金属氢氧化物和醇盐,有机羧酸的盐,烷基锡化合物,金属氧化物等。也可以使用与美国专利5,290,631所述相似的三阶段生产方法,特别是当使用酸和酯的混合单体进料时。
为了确保二醇组分和二羧酸组分的酯交换反应进行完全,有时希望相对于1摩尔二羧酸组分使用约1.05-约2.5摩尔的二醇组分。但是,本领域技术人员能理解二醇组分与二羧酸组分的比率通常由进行反应工艺的反应器设计来决定。
在通过直接酯交换制备聚酯(即从二羧酸组分的酸形式)的过程中,通过二羧酸或二羧酸的混合物与二醇组分或二醇组分的混合物反应来制备聚酯。反应在约7kPa表压(1psig)至约1379kPa表压(200psig)、优选小于689kPa表压(100psig)的压力下进行以生产平均聚合度为约1.4-约10的低分子量聚酯产物。在直接酯交换反应中使用的温度通常是约180-约280℃,更优选约220-约270℃。该低分子量聚合物然后可以通过缩聚反应聚合。
本发明的热塑性聚合物也可以含有聚丙烯酸酯。聚丙烯酸酯通过二元酚与二羧酸聚合获得。可以在本发明组合物、方法和成型制品中使用的聚丙烯酸酯的例子是美国专利4,598,130、5,034,502和4,374,239中描述的那些。可以用于制备聚丙烯酸酯的二元酚例如是双酚,例如二(4-羟基苯基)甲烷;2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(“双酚A”);2,2-二(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷;4,4-二(4-羟基苯基)庚烷;2,2-二(4-羟基-3,5-二氯苯基)丙烷;2,2-二(4-羟基-3,5-二溴苯基)丙烷;二元酚醚,例如二(4-羟基苯基)醚、二(3,5-二氯-4-羟基苯基)醚;二羟基联苯类,例如p,p’-二羟基联苯、3,3’-二氯-4,4’-二羟基联苯;二羟基芳基砜,例如二(4-羟基苯基)砜;二(3,5-二甲基-4-羟基苯基)砜;二羟基苯类,例如间苯二酚;氢醌;卤代和烷基取代的二羟基苯类,例如1,4-二羟基-2,5-二氯苯,1,4-二羟基-3-甲基苯;和二羟基二苯基亚砜,例如二(4-羟基苯基)亚砜;和二(3,5-二溴-4-羟基苯基)亚砜。许多其它二元酚也可以使用,例如公开在美国专利2,999,835、3,028,365和3,153,008中。也合适的是从上述二元酚与含卤素的二元酚共聚获得的共聚物,含卤素的二元酚是例如2,2-二(3,5-二氯-4-羟基苯基)丙烷和2,2-二(3,5-二溴-4-羟基苯基)丙烷。也可以使用两种或多种不同的二元酚,或二元酚与二醇、与被羟基或酸封端的聚酯、或与二元酸形成的共聚物以及任何上述任何材料的共混物。合适的二羧酸包括、但不限于芳族二羧酸,例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、邻-、间-和对-亚苯基二乙酸,和多核芳族羧酸,例如联苯甲酸和1,4-萘二甲酸。
可以用于本发明的聚丙烯酸酯的另外例子包括从双酚A(2,2-二(4-羟基苯基)丙烷)和间/对苯二甲酸(50∶50)混合物聚合获得的那些聚合物。一些聚合物是以商品名“U-Polymer U-100”获得的(从UnitikaAmerica Corporation获得)。其它例子是基于四甲基双酚A、4,4’-二羟基二苯酮和5-叔丁基间苯二甲酰氯的聚丙烯酸酯。
本发明的聚丙烯酸酯可以通过任何本领域公知的形成聚酯的反应制备,例如通过芳族二羧酸二卤化物在有机溶剂中的溶液与双酚的碱性水溶液在搅拌下混合以使这些材料反应而进行界面聚合;通过芳族二羧酸二卤化物与双酚在脱酸化试剂(例如吡啶)的存在下在有机溶剂中反应而进行溶液聚合;通过芳族二羧酸二苯基酯与双酚反应而进行熔融(熔体)聚合;通过芳族二羧酸、碳酸二苯基酯与双酚反应而进行熔融聚合;通过芳族二羧酸与双酚二乙酸酯反应而进行熔融聚合;和通过芳族二羧酸与双酚二乙酸酯反应而进行聚合。制备聚丙烯酸酯的方法的例子公开在美国专利5,034,502、4,321,355和4,374,239中。本发明的聚丙烯酸酯通常具有约0.5-约1.1dL/gm的特性粘数。
另外,聚酯、聚碳酸酯和聚丙烯酸酯可以进一步含有一种或多种以下组分:抗氧化剂,熔体强度增强剂,支化剂(例如甘油、偏苯三酸和酸酐),扩链剂,阻燃剂,填料,除酸剂,染料,着色剂,颜料,抗粘连剂,流动改进剂,(抗)冲击改性剂,抗静电剂,加工助剂,脱模添加剂,增塑剂,滑动剂,稳定剂,蜡,UV吸收剂,荧光增白剂,润滑剂,锁紧剂(pinning additive),发泡剂,抗静电剂,成核剂等。可以加入着色剂(有时称为调色剂)以向聚酯赋予所需的自然色调和/或亮度。优选,聚酯组合物可以含有0至约30重量%的一种或多种加工助剂以改变组合物的表面性能和/或改进流动。加工助剂的代表性例子包括碳酸钙、滑石、粘土、云母、沸石、硅灰石、高岭土、硅藻土、TiO2、NH4Cl、硅石、氧化钙、硫酸钠和磷酸钙。可以包括使用二氧化钛和其它颜料或染料以控制膜的白度或生产着色制品。抗静电剂或其它涂料也可以施加到制品表面上。
本发明组合物的第二组分(ii)含有至少两种聚酰胺的转酰氨基化均相共混物。通常,均相共混物将含有2至约10种不同的聚酰胺。在另一个例子中,均相共混物可以含有2-4种聚酰胺。根据本发明,熔点低于约300℃的聚酰胺可以用作至少一种聚酰胺。在另一个例子中,可以使用熔点低于约275℃且玻璃化转变温度高于约25℃的聚酰胺。通常,聚酰胺的I.V.为约0.3-约2.0dL/g,优选至少0.5dL/g。
对于本发明的组合物,有利的是在聚酰胺之间出现转酰氨基化以生产均相共混物。在本文使用的术语“转酰氨基化”表示与术语“转酰氨化”和“转酰氨化作用”相同的含义,表示一种在两种不同的聚酰胺之间交换酰氨基的方法。两种或多种聚酰胺之间的转酰氨化可以通过使聚酰胺在高温、通常约270-约350℃的温度下接触来完成。其它转酰氨化温度的例子是约280-约350℃和约290-约340℃。聚酰胺之间的转酰氨化通过对于共混物的单个玻璃化转变温度(“Tg”)的存在来表示,通过差示扫描量热法(“DSC“)使用本领域技术人员公知的标准技术测定Tg值,例如ASTM方法D3418。聚酰胺可以一起直接在这些温度下或在第一组分(i)的热塑性聚合物存在下加热。例如,聚酰胺的接触和随后的转酰氨化可以通过在挤出或聚合物组合物及其组分的其它高温加工期间将第一和第二组分熔融共混来进行。在另一个例子中,聚酰胺可以一起在单独的容器中加热,然后与第一组分熔融共混。
第二组分的第一种和第二种聚酰胺可以选自宽范围的聚酰胺。为了更好地匹配第一组分的折射指数,希望(但不必要)的是至少一种聚酰胺包含芳族残基。在一个例子中,聚酰胺可以含有数均分子量为7000或更小的部分芳族聚酰胺和脂族聚酰胺。这些聚酰胺的组合也包括在本发明范围内。部分芳族聚酰胺含有在至少一个芳环和至少一种非芳族物质之间的酰胺键。尽管整个芳族聚酰胺通常是液晶性的,但是这些熔点低于300℃的树脂的共混物可以用于本发明。当使用聚酰胺的均相共混物时,脂族尼龙与芳族或部分芳族聚酰胺的快速转酰氨基化反应(酰胺-酰胺交换)允许通过调节脂族聚酰胺与芳族或部分芳族聚酰胺之间的比率来设计聚酰胺共混物的折射指数。这种技术能使均相聚酰胺共混物的折射指数与第一组分的热塑性聚合物(例如一种或多种聚酯)匹配。关于转酰氨基化反应,可以参见Y.Takeda等,Polymer,1992第33卷,3394页。
根据本发明,第二组分可以是两种或更多种聚酰胺的转酰氨基化均相共混物,例如选择第一种聚酰胺和第二种聚酰胺,使得第二组分和第一组分的折射指数之差RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006。为了匹配第一组分的折射指数,有利的是第一种和第二种聚酰胺具有不同量的芳族和脂族残基。例如,第二组分(ii)可以是一种均相共混物,其包含含芳族残基的第一种聚酰胺和含脂族残基的第二种聚酰胺。关于本发明聚酰胺的二胺和二羧酸单体,本文使用的术语“脂族”表示单体的羧基或氨基不通过芳族核连接。例如,己二酸在其主链(即连接羧酸基团的碳原子的链)中不含芳核;因此是“脂族”的。相比之下,术语“芳族”表示二羧酸或二胺含有在主链中的芳核,例如对苯二甲酸或1,4-间苯二甲胺。芳族聚酰胺的代表性例子是那些聚酰胺,其含有至少70摩尔%的含二胺的残基,例如苯二甲胺或含间苯二甲胺的苯二甲胺混合物;和最多30%的对苯二甲胺和具有6-10个碳原子的脂族二羧酸。所以,术语“脂族”旨在包括脂族和环脂族结构,例如二胺、二酸、内酰胺、氨基醇和氨基羧酸,其含有作为主链的直链或支化链,或组成碳原子的环状排列,这些碳原子可以是饱和的或链烷性质的、不饱和的(即,含有非芳族的碳-碳双键)、或炔属的(即,含有碳-碳三键)。因此,在本发明的说明书和权利要求书中,脂族旨在包括直链和支化的链结构(称为“脂族”)和环状结构(称为“环脂族”或“脂环族”)。但是,术语“脂族”并不排除任何可以与脂族或环脂族二醇或二酸或羟基羧酸的主链连接的芳族取代基。
在转酰氨基化的均相共混物中存在的第一和第二种聚酰胺的重量百分比可以在约1∶50至约50∶1的范围内,基于第二组分的总重量计。重量百分比的其它例子是约1∶20至约20∶1和约1∶10至约10∶1。
可以在本发明均相共混物中使用的聚酰胺的例子包括含有一种或多种选自以下的残基的聚酰胺:间苯二甲酸、对苯二甲酸、环己烷二甲酸、间苯二甲胺(也称为“m-苯二甲胺”)、对苯二甲胺(也称为“p-苯二甲胺”)、1,3-环己烷(二)甲基胺、1,4-环己烷(二)甲基胺,具有6-12个碳原子的脂族二酸,具有6-12个碳原子的脂族氨基酸或内酰胺,具有4-12个碳原子的脂族二胺。可以使用其它已知用于形成聚酰胺的二酸和二胺。聚酰胺也可以含有少量的三官能或四官能共聚单体,例如偏苯三酸酐、苯均四酸二酐或其它本领域公知的形成聚酰胺的多酸和多胺。
部分芳族聚酰胺的例子包括、但不限于:聚间亚二甲苯基己二酰胺(这里称为“MXD6”尼龙),聚1,6-亚己基对苯二甲酰胺,1,6-亚己基己二酰胺/1,6-亚己基间苯二甲酰胺共聚物,1,6-亚己基己二酰胺/1,6-亚己基对苯二甲酰胺共聚物,和1,6-亚己基间苯二甲酰胺/1,6-亚己基对苯二甲酰胺共聚物。在一个实施方案中,部分芳族聚酰胺是聚间亚二甲苯基己二酰胺。在一个实施方案中,部分芳族聚酰胺可以具有7000或更小的数均分子量。脂族聚酰胺的代表性例子包括聚(2-吡咯烷酮)(尼龙4,6;CAS No.44,299-2);聚己酰胺(尼龙6;CAS No.18,111-0),聚(2-哌啶酮)(尼龙5;CAS No.24938-57-6);聚(7-氨基庚酸)(尼龙7;CAS No.25035-01-2);聚壬酰胺(尼龙9;CAS No.25748-72-5);聚(11-氨基十一烷酸)(尼龙11;CAS No.25035-04-5);聚(12-氨基月桂酸)(尼龙12;CAS No.24937-16-4);聚亚乙基己二酰胺(尼龙2,6);聚亚丁基己二酰胺(尼龙4,6,CAS No.50327-22-5);聚1,6-亚己基己二酰胺(尼龙6,6,CAS No.42,917-1),(尼龙6,9,CASNo.18,806-9)聚1,6-亚己基癸二酰胺(尼龙6,10,CAS No.9008-66-6),聚1,6-亚己基十一烷酰胺(尼龙6,11)聚1,6-亚己基十二烷酰胺(尼龙6,12,CAS No.24936-74-1),聚八亚甲基己二酰胺(尼龙8,6);己二酸-十亚甲基二胺共聚物(尼龙10,6,CAS No.26123-27-3),聚十亚甲基十二烷酰胺(尼龙10,12),聚十二亚甲基己二酰胺(尼龙12,6);和聚十二亚甲基癸二酰胺(尼龙12,8(10))。
例如,第二组分(ii)可以含有一种均相共混物,其含有包含间苯二甲胺和己二酸的残基的第一种聚酰胺,和包含至少一种脂族或环脂族单体的残基的第二种聚酰胺,其中脂族或环脂族单体是选自己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、己内酰胺、丁内酰胺、11-氨基十一烷二酸、间苯二甲酸和六亚甲基二胺。第一种聚酰胺例如可以包含MXD6尼龙,其可以从Mitsubishi Corporation获得。在另一个例子中,第二种聚酰胺可以包含至少一种选自以下的聚酰胺:尼龙4,尼龙6,尼龙9,尼龙11,尼龙12,尼龙6,6,尼龙5,10,尼龙6,12,尼龙6,11,尼龙10,12;以及它们的组合。在另一个例子中,第二种聚酰胺可以包含尼龙6、尼龙6,6或其共混物。
第二组分也可以包含单种共聚酰胺,其中选择单体残基的组成,得到与第一组分的折射指数紧密匹配的折射指数。因此,在另一个实施方案中,本发明提供一种聚合物组合物,其包含以下组分的不混溶性共混物:
(i)包含至少一种热塑性聚合物的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)包含共聚酰胺的第二组分;
其中第二组分(ii)和第一组分(i)的折射指数之差RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小。例如,共聚酰胺可以是间苯二甲胺、对苯二甲胺的残基或其组合;和至少一种选自以下的单体的残基:对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、己内酰胺、丁内酰胺、11-氨基-十一烷二酸和1,6-六亚甲基(亚己基)二胺。在另一个例子中,共聚酰胺可以包含基于100摩尔%二胺残基总含量计约15-约100摩尔%的间苯二甲胺残基,和基于100摩尔%二酸残基总含量计约15-约85摩尔%的己二酸残基和约85-约15摩尔%的选自以下的一种或多种脂族或环脂族二羧酸的残基:庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸和1,4-环己烷二甲酸。应该理解的是,在本文提到的聚酰胺和共聚酰胺的均相共混物的各种实施方案可以与上述关于聚酯的任何实施方案组合。
可以在本发明组合物中单独使用或作为与另一种聚酰胺的均相共混物的一部分的共聚酰胺的其它例子包括、但不限于这样的共聚酰胺,其包含基于100摩尔%二胺残基总含量计约15-约100摩尔%的间苯二甲胺残基,和己二酸残基。可以在这些共聚酰胺中存在的己二酸残基的量通常是基于二酸残基总摩尔数计的约5-约85摩尔%,约20-约80摩尔%和约25-约75摩尔%。其余的二羧酸残基可以包括来自一种或多种具有7-12个碳原子的脂族二羧酸的残基,例如庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸或1,4-环己烷二甲酸。在另一个例子中,聚酰胺酸也可以包含来自间苯二甲酸和对苯二甲酸的残基。
本发明的共聚酰胺也可以包含除间苯二甲胺残基之外的其它二胺或内酰胺残基。例如,共聚酰胺可以包含至少15摩尔%或至少约20摩尔%的间苯二甲胺残基,而其余的二胺残基包含一种或多种脂族或芳族二胺的残基。例如,共聚酰胺可以包含约80摩尔%或约85摩尔%的1,6-六亚甲基二胺的残基,基于二胺残基的总摩尔数计。也可以使用各种量的对苯二甲胺、1,3-环己烷二(甲基胺)或1,4-环己烷二(甲基胺)。相似地,共聚酰胺可以包含内酰胺例如己内酰胺的残基,或基于γ-氨基丁酸或11-氨基十一烷酸的内酰胺的残基,其量是约10-约90摩尔%或约10-约70摩尔%,基于重复单元的总摩尔数计。在另一个实施方案中,本发明的共聚酰胺可以含有约15-约85摩尔%、约20-约80摩尔%或约25-约75摩尔%的来自间苯二甲胺的残基,基于二胺残基的总摩尔数计,而其余的二胺残基包含来自一种或多种二胺的残基,例如脂族二胺和特别是1,6-六亚甲基二胺。在该实施方案中,二胺残基可以进一步含有少量的其它二胺的残基,例如对苯二甲胺,或环脂族二胺例如以下的一种或多种:1,3-环己烷二(甲基胺)或1,4-环己烷二(甲基胺)。此外,代替一部分己二酸,聚酰胺可以任选地包含来自一种或多种具有7-12个碳原子的脂族或芳族二羧酸的残基,例如庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、1,4-环己烷二甲酸或间苯二甲酸,其可以以约15-约85摩尔%的量存在,任选地含有少量的对苯二甲酸。聚酰胺也可以含有内酰胺的残基,例如己内酰胺的残基,或基于γ-氨基丁酸或11-氨基十一烷酸的内酰胺的残基,其量是约10-约90摩尔%或约10-70摩尔%,基于重复单元的总摩尔数计。
在另一个实施方案中,根据本发明的共聚酰胺可以包含约15-约90摩尔%的来自己二酸的残基,其余的二酸残基包含约10-约85摩尔%的间苯二甲酸残基,基于二羧酸残基总摩尔数计。己二酸和间苯二甲酸残基含量的其它例子包括约20-80摩尔%,和约25-约75摩尔%。在该实施方案中,聚酰胺可以任选地包含少量的来自一种或多种具有7-12个碳原子的脂族二羧酸的残基,例如庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸或1,4-环己烷二甲酸,任选地具有少量的对苯二甲酸。任选地,聚酰胺可以包含间苯二甲胺残基。间苯二甲胺残基浓度的例子包括约15-约90摩尔%、约20-约85摩尔%或约25-约80摩尔%。其余的残基可以含有一种或多种脂族二胺,例如1,6-六亚甲基二胺;一种或多种芳族二胺,例如对苯二甲胺。相似地,共聚酰胺也可以包含内酰胺的残基,例如己内酰胺的残基,或基于γ-氨基丁酸或11-氨基十一烷酸的内酰胺的残基,其量是约10-约90摩尔%或约10-约70摩尔%,基于重复单元的总摩尔数计。
在另一个例子中,本发明的共聚酰胺可以包含一种或多种内酰胺的残基,例如己内酰胺的残基,或基于γ-氨基丁酸或11-氨基十一烷酸的内酰胺的残基,其量是约10-约90摩尔%或约10-约70摩尔%或约15-约60摩尔%,基于重复单元的总摩尔数计。一种或多种具有7-12个碳原子的脂族二羧酸(例如庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸或1,4-环己烷二甲酸)的残基也可以以约20-约80摩尔%的量存在,基于重复单元的总摩尔数计。例如,共聚酰胺可以包含来自间苯二甲酸或对苯二甲酸的残基。在该实施方案中,共聚酰胺可以包含约15-约85摩尔%的来自间苯二甲胺的残基,基于二胺残基的总摩尔数计。间苯二甲胺残基含量的其它例子是约20-约80摩尔%和约25-约75摩尔%。其余的二胺残基可以包含一种或多种脂族二胺的残基,例如1,6-六亚甲基二胺。在该实施方案中,二胺残基可以进一步含有少量的其它二胺的残基,例如对苯二甲胺,或环脂族二胺的残基,例如以下的一种或多种:1,3-环己烷二(甲基胺)或1,4-环己烷二(甲基胺)。任选地,可以使用少量的以下的一种或多种:对苯二甲胺、1,3-环己烷二(甲基胺)或1,4-环己烷二(甲基胺)。
本发明的另一个实施方案是一种聚合物组合物,其基本上由以下组分的不混溶性共混物组成:
(i)基本上由至少一种热塑性聚合物组成的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)基本上由至少两种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物组成的第二组分;
其中第二组分(ii)和第一组分(i)的折射指数之差RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小。本文使用的术语“基本上由...组成”表示包括这样的组合物,其是不混溶性共混物,即具有至少2个由DSC测定的组成依赖性Tg,并具有含有聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯或其均相共混物的第一组分,和含有至少两种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物的第二组分。在该实施方案中,组合物理解为不包括会显著改变该术语所指的组合物的实质性能的任何组分。例如,组合物可以包含不会改变组分的折射指数、共混物的雾度%、透射百分比或共混物的混溶性的其它组分。例如,该实施方案中将排除添加增容剂,其会改变组合物的混溶性和折射指数。相似地,含有通过所述组分单体共聚制备的共聚酰胺的第二组分将被排除,因为这种共聚酰胺将被认为具有与至少两种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物不同的性能,即使单体残基的摩尔百分比是相同的。
相似地,本发明的另一个实施方案是一种除氧组合物,其基本上由以下组分组成:
(A)基本上由以下组分组成的不混溶性共混物:
(i)基本上由至少一种热塑性聚合物组成的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)基本上由至少两种聚酰胺的转酰氨基化均相共混物组成的第二组分;
其中第二组分(ii)和第一组分(i)的折射指数之差RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小;和
(B)至少一种选自元素周期表3-12族4-6行的金属;
其中第一组分和第二组分具有绝对值相差0.008或更小的折射指数,且成型制品具有至少75%的透射率,雾度是10%或更小。在该实施方案中,组合物理解为不包括会显著改变该术语所指的组合物的实质性能的任何组分,所述实质性能是例如组分的折射指数、共混物的雾度%、透射百分比、共混物的混溶性或组合物的除氧性能。例如,该实施方案中将排除添加除共聚酰胺或聚酰胺的转酰氨基化共混物之外的除氧组分,例如二烯、聚醚或任何容易氧化的与权利要求中所述不同的有机化合物。
在本发明中所用的聚酰胺通常是从二羧酸和二胺按照基本相等的比例反应制备的,或通过内酰胺的开环聚合制备,并作为相应的残基引入聚酰胺聚合物中。所以,从本发明的二羧酸和二胺残基衍生的聚酰胺含有基本等摩尔比例的酸残基(100摩尔%)和二胺残基(100摩尔%),使得重复单元的总摩尔数等于100摩尔%。所以,在本文提供的摩尔百分比可以基于酸残基的总摩尔数、二胺残基的总摩尔数或重复单元的总摩尔数计。例如,含有基于酸残基总量计30摩尔%对苯二甲酸的聚酰胺或共聚酰胺表示该共聚酰胺含有占100摩尔%酸残基的30摩尔%的对苯二甲酸残基。因此,在每100摩尔酸残基中有30摩尔的对苯二甲酸残基。在另一个例子中,含有基于二胺残基总量计30摩尔%间苯二甲胺的共聚酰胺表示该共聚酰胺含有占100摩尔%二胺残基的30摩尔%的间苯二甲胺残基。因此,在每100摩尔二胺残基中有30摩尔的间苯二甲胺残基。
本领域公知的任何方法可以用于生产聚酰胺。聚酰胺通常通过二酸-二胺络合物的熔体相聚合制备,二酸-二胺络合物可以原位(在现场)或在单独的步骤中制备。在任一方法中,二酸和二胺用作起始材料。或者,可以使用二酸的酯形式,优选二甲基酯。如果使用酯,则反应必须在较低的温度下进行,通常80-120℃,直到酯被转化成酰胺。该混合物然后被加热到聚合温度。在聚己内酰胺的情况下,己内酰胺或6-氨基己酸可以用作原料,并且聚合可以通过添加己二酸/六亚甲基二胺盐来催化,得到尼龙6/66共聚物。当使用二酸-二胺络合物时,该混合物被加热至熔融并搅拌直到平衡。
分子量通过二酸-二胺的比例控制。过量的二胺产生较高浓度的氨基端基。对于除氧组合物,有利的是调节二酸-二胺比例以使胺端基的浓度为20毫摩尔/kg或更小。如果在单独的步骤中制备二酸-二胺络合物,则在聚合之前加入过量的二胺。聚合可以在大气压或在升高的压力下进行。
为了显示令人满意的透明性和低雾度,不混溶性共混物的第二组分和第一组分通常具有差别为约0.006至约-0.0006的折射指数,即,RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006。折射指数绝对值的差值的其它例子是约0.005至约-0.0006,约0.004至约-0.0006,约0.003至约-0.0006,约0.005至约-0.0005,和约0.004至约-0.0005。但是,本领域技术人员将会理解可接受的折射指数差值取决于共混物的组成、颗粒直径、折射指数、波长和颗粒结构,如Biangardi等,Die Angew.Maromole.Chemie,183,221(1990)所述。
本发明的不混溶性共混物具有优异的透明性和至少75%的由ASTM方法D1003测定的透射率%,和10%或更小的雾度。透射率%的其它例子是至少77%,至少80%和至少85%。本发明共混物所显示的雾度值的其它例子是9%或更小,7%或更小,5%或更小和3%或更小。对于本发明的组合物,雾度通过将组合物模塑或铸塑成厚度为1/8英寸或更薄的片或膜并根据实施例中描述的方法测量雾度来确定。对于成型制品(包括多层成型制品),雾度可以通过将制品切成厚度为1/8英寸或更薄的小块(即1×1cm)并根据实施例中描述的方法测量雾度来确定。
第一组分也可以含有一种或多种聚合物的均相共混物。例如,第一组分可以含有第一种聚酯与一种或多种选自聚碳酸酯、第二种聚酯和聚丙烯酸酯中的聚合物的均相共混物。聚酯可以是这里所述的任何聚酯。例如,第一组分可以含有聚酯和含有双酚A残基的聚碳酸酯的均相共混物。
聚碳酸酯可以含有基于二醇残基总摩尔数计的约90-100摩尔%的残基双酚A,和0至约10摩尔%的一种或多种具有2-16个碳原子的改性脂族二醇或二元酚。代表性例子包括二(4-羟基苯基)甲烷;2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(“双酚A”);2,2-二(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷;4,4-二(4-羟基苯基)庚烷;2,2-二(4-羟基-3,5-二氯苯基)丙烷;2,2-二(4-羟基-3,5-二溴苯基)丙烷;二元酚醚,例如二(4-羟基苯基)醚,二(3,5-二氯-4-羟基苯基)醚;二羟基联苯,例如p,p’-二羟基联苯,3,3’-二氯-4,4’-二羟基联苯;二羟基芳基砜,例如二(4-羟基苯基)砜;二(3,5-二甲基-4-羟基苯基)砜;二羟基苯,例如间苯二酚,氢醌;卤代和烷基取代的二羟基苯,例如1,4-二羟基-2,5-二氯苯,1,4-二羟基-3-甲基苯;和二羟基二苯基亚砜,例如二(4-羟基苯基)亚砜;和二(3,5-二溴-4-羟基苯基)亚砜。许多其它二元酚也可以使用,例如公开在美国专利2,999,835、3,028,365和3,153,008中。也合适的是从上述二元酚与含卤素的二元酚共聚获得的共聚物,含卤素的二元酚是例如2,2-二(3,5-二氯-4-羟基苯基)丙烷和2,2-二(3,5-二溴-4-羟基苯基)丙烷。也可以使用两种或多种不同的二元酚,或二元酚与二醇、与被羟基或酸封端的聚酯、或与二元酸以及任何上述任何材料的共混物形成的共聚物。合适的二羧酸包括、但不限于芳族二羧酸,例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、邻-、间-和对-亚苯基二乙酸,和多核芳族羧酸,例如联苯甲酸和1,4-萘二甲酸。
脂族二醇的代表性例子包括乙二醇、丙二醇类、丁二醇类、戊二醇类、庚二醇类、辛二醇类、新戊二醇;烷基芳基二醇,例如苯乙烯二醇,亚二甲苯基二醇类;二元酚的二羟基烷基醚,例如双酚A的二羟基乙基醚等。脂族二醇的其它例子是高分子量的脂族二羟基化合物,例如聚乙二醇、聚苯乙烯二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚硫二醇、聚烷基芳基醚二醇和聚醚二醇共聚物。二元酚和脂族二醇的另外代表性例子描述在美国专利3,030,335和3,317,466中。聚碳酸酯可以进一步含有一种或多种支化剂的残基,例如四酚化合物,三-(4-羟基苯基)乙烷,季戊四醇三丙烯酸酯以及在美国专利6,160,082、6,022,941、5,262,511、4,474,999和4,286,083中公开的其它化合物。其它合适的支化剂在以下描述。在另一个例子中,聚碳酸酯含有至少95摩尔%的双酚A残基,基于二醇残基的总摩尔数计。
本发明共混物的聚碳酸酯部分的特性粘数优选是至少约0.3dL/g,更优选至少0.5dL/g。本发明共混物的聚碳酸酯部分的熔体流动指数优选是1-20,更优选2-18,根据ASTM方法D1238在300℃的温度和使用1.2kg的砝码测量。
制备聚碳酸酯的方法是本领域公知的。可以在本发明中使用并在本文中公开的直链或支链聚碳酸酯不受聚碳酸酯类型或其生产方法的限制或束缚。通常,二元酚(例如双酚A)与光气在使用任选单官能化合物作为链终止剂和使用三官能或更高官能化合物作为支化剂或交联剂的情况下反应。单官能、双官能和三官能的活性酰卤也可以在聚碳酸酯的制备中用作终止化合物(单官能)、共聚单体(双官能)或支化剂(三官能或更高官能度)。
例如,本发明共混物的聚碳酸酯部分可以用本领域公知的熔体聚合、溶液聚合或界面聚合技术制备。合适的方法包括使碳酸酯源化合物与二醇在约0-315℃的温度和约0.1-760mmHg的压力下反应足以形成聚碳酸酯的时间。在本发明中可以使用的可从商业获得的聚碳酸酯通常通过使芳族二醇与碳酸酯源化合物例如光气、碳酸二丁酯或碳酸二苯基酯反应来获得,从而将100摩尔%的碳酸酯单元与100摩尔%的二醇单元一起引入聚碳酸酯中。制备聚碳酸酯的方法的其它代表性例子描述在美国专利5,498,688、5,494,992和5,489,665中。
聚酯和聚碳酸酯的共混物可以通过以下方法制备:将聚酯和聚碳酸酯部分在约25-350℃的温度共混足以形成透明共混物组合物的时间。合适的常规共混技术包括熔体方法和溶液制备方法。其它合适的共混技术包括干共混和/或挤出。
本发明的组合物(包括其中所含的不混溶性和均相共混物)可以通过本领域公知的任何方法制备,并用作热塑性模塑组合物和用于形成膜以及单层和多层制品。除了将共混物的各种组分进行物理共混之外,均相聚酯共混物可以通过聚酯组分的酯交换反应制备。相似地,聚酰胺的均相共混物可以通过聚酰胺组分的转酰氨基化反应制备。
熔体共混方法包括将聚合物在足以使第一组分和第二组分部分熔融的温度下共混,然后将所述共混物冷却到足以产生透明共混物的温度。在本文使用的术语“熔融”包括、但不限于仅仅软化聚合物。在聚合物领域公知的熔体混合方法的例子描述在Mixing and Compounding ofPolymers(I.Manas-Zloczower和Z.Tadmor编辑,Carl Hanser Verlag出版社,N.Y.1994)中。
溶液制备方法包括将适宜重量/重量比的第一组分和第二组分溶解在合适的有机溶剂例如二氯甲烷或二氯甲烷和六氟异丙醇的70/30混合物中,将溶液混合,并通过沉淀共混物或通过蒸发溶剂而从溶液中分离共混物组合物。溶液共混方法是聚合物领域公知的。
熔体共混方法是用于制备本发明共混组合物的优选方法。熔体共混方法比需要使用挥发性溶剂的溶液方法更经济和更安全。熔体共混方法在提供透明共混物方面也是更有效的。可以通过溶液共混制备的本发明任何透明共混物也可以通过熔体方法制备。但是,本发明的一些共混物可以通过熔体方法制备,但不能通过溶液方法制备。能提供本发明透明共混物的任何共混方法是合适的。本领域技术人员能够决定用于制备本发明透明共混物的合适共混方法。
组合物的所述第一组分和第二组分可以以熔体形式混合,例如通过使用单螺杆或双螺杆挤出机进行。它们也可以通过在溶液中共混来制备。也可以向配方中引入其它组分,例如稳定剂、阻燃剂、着色剂、润滑剂、脱模剂、冲击改性剂等。例如,组合物可以经由第一组分和第二组分与任何其它组合物组分例如金属催化剂、染料、调色剂、填料等的熔体挤出混合来生产。该组合物可以通过将每种热塑性聚合物和聚酰胺组分的固体颗粒或粒料进行干混、然后将该混合物在合适的混合设备例如挤出机、辊压混合机等中进行熔体共混而形成。当聚酰胺的转酰氨基化均相共混物用作第二组分时,有利的是在能引起聚酰胺之间的转酰氨基化反应的温度下进行加工。通常,这些温度是约270-约350℃。转酰氨基化反应温度的其它例子是约280-约350℃和约290-约340℃。共混进行能产生良好分散的不混溶性共混物的时间。这可以容易地由本领域技术人员确定。如果需要的话,可以将该组合物冷却并切成粒料以用于进一步加工,可以挤出成膜、片材、型材和其它成型元件,注塑或压塑形成各种成型制品,或可以形成膜并任选地通过本领域公知的方法进行单轴或双轴拉伸。
在不混溶性共混物中,第一和第二组分的量可以在宽范围内变化。例如,本发明新型组合物的不混溶性共混物可以含有约5-约99重量%的第一组分和约95-约1重量%的第二组分,基于该组合物的总重量计。第一和第二组分的重量百分比的其它非限定性代表性例子包括约50-约99重量%的第一组分和约50-约1重量%的第二组分,约60-约99重量%的第一组分和约40-约1重量%的第二组分,约70-约99重量%的第一组分和约30-约1重量%的第二组分。
本发明还提供一种组合物,其通过将以下组分进行熔体共混来制备:
(i)包含至少一种热塑性聚合物的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)包含至少两种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物的第二组分;
其中第二组分(ii)和第一组分(i)的折射指数之差RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小。该组合物包括上述聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、均相共混物和聚酰胺以及它们的任何组合的各种实施方案。例如,该组合物的第二组分可以包含至少两种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物,其中转酰氨基化反应可以通过使聚酰胺在高温下接触来完成,通常是约270-约350℃。转酰氨基化反应温度的其它例子是约280-约350℃和约290-约340℃。
组分(ii)的均相共混物可以包含含芳族残基的第一种聚酰胺和含脂族残基的第二种聚酰胺,如前所述。例如,可以用作第二种聚酰胺的典型聚酰胺包括、但不限于尼龙4,尼龙6,尼龙9,尼龙11,尼龙12,尼龙6,6,尼龙5,10,尼龙6,12,尼龙6,11,尼龙10,12;以及它们的组合。除了前述聚酯之外,第一组分可以包含聚酯和含双酚A残基的聚碳酸酯的均相共混物。
本发明的另一个方面是一种制备透明聚合物共混物的方法,包括:
(A)包含至少一种热塑性聚合物的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;
(B)确定第一组分的折射指数;
(C)提供包含以下组分的第二组分:
(i)具有脂族和芳族残基摩尔比的共聚酰胺,其中选择脂族和芳族残基的摩尔比以得到满足下式的第二组分折射指数:
0.006≥RI(第二组分)-RI(第一组分)≥-0.0006,或
(ii)第一和第二种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物,至少一种聚酰胺具有芳族残基,其中选择第一和第二种聚酰胺的重量百分比以得到满足下式的第二组分折射指数:
0.006≥RI(第二组分)-RI(第一组分)≥-0.0006,;
其中RI是折射指数;和
(D)将第一和第二组分进行熔体共混,得到透射百分比为75%和雾度为10%或更小的共混物。
本发明的方法包括上述聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、均相共混物、共聚酰胺和聚酰胺以及它们的任何组合的各种实施方案。本发明的方法包括选择第一组分,其可以是聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯或它们的均相共混物。第一组分的折射指数可以使用本领域技术人员公知的方法确定。第二组分可以包含单种共聚酰胺或至少两种聚酰胺的转酰氨基化均相共混物,在共聚酰胺的情况下通过选择芳族和脂族单体的合适混合物,或在使用聚酰胺的均相共混物的情况下通过选择含有芳族和脂族残基的所需混合物的聚酰胺混合物,设计成与第一组分的折射指数紧密匹配。单体或聚酰胺的合适比例的选择可以例如通过实验和校正确定,或在另一个例子中,通过将含有不同量芳族残基和脂族残基的各种聚酰胺或共聚酰胺的折射指数做图,并选择能获得目标折射指数的芳族:脂族残基的摩尔比或聚酰胺的重量百分比来确定。第一和第二组分可以进行熔体共混。当第二组分含有至少两种聚酰胺的转酰氨基化均相共混物时,有利的是在对转酰氨基化反应有效的温度下进行熔体共混步骤。典型的转酰氨基化温度范围如前所述。
也可以选择热塑性聚合物以匹配第二组分的折射指数。因此,本发明的另一个方面是一种制备透明聚合物共混物的方法,包括:
(A)选择包含以下组分的第二组分:
(i)具有脂族和芳族残基摩尔比的共聚酰胺,
(ii)第一和第二种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物,其中至少一种聚酰胺具有芳族残基;
(B)确定第二组分的折射指数;
(C)提供包含至少一种热塑性聚合物的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物,其中选择聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物以得到满足下式的第一组分折射指数:
0.006≥RI(第二组分)-RI(第一组分)≥-0.0006,
其中RI是折射指数;和
(D)将第一和第二组分进行熔体共混,得到透射百分比为至少75%和雾度为10%或更小的共混物。另外应当理解的是,上述方法也包括上述聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、均相共混物、共聚酰胺、聚酰胺的各种实施方案的任何组合。
在一个例子中,可以特别参考聚碳酸酯/聚酯共混物来说明将热塑性聚合物共混以得到折射指数之差为约0.006至约-0.0006的第二组分和第一组分。例如,双酚A的聚碳酸酯和PCTG的完全混溶性使得可以通过调节聚碳酸酯/PCTG之比来设计聚碳酸酯/PCTG共混物的折射指数(RI)。通过调节聚碳酸酯的比率,本发明第一组分的折射指数可以处于与包含聚酰胺阻隔聚合物的第二组分的折射指数相差约0.006至约-0.0006的范围内。例如,如果透明共混物如下形成:1)将改性聚合物与预先存在的含有聚碳酸酯和聚酯部分的共混物进行共混,或2)将改性聚合物与聚碳酸酯部分在引入聚酯部分之前进行共混,或3)将改性聚合物与聚酯部分在引入聚碳酸酯部分之前进行共混,或4)将改性聚合物、聚碳酸酯部分与聚酯部分一起在共混之前混合,则可以确定聚合物是上述均相聚酯/聚碳酸酯共混物的合适改性聚合物。
本发明的透明共混物可以仍然通过将改性聚合物引入而产生性能共混物来改性,这可以不必须是透明的。例如,聚酰胺例如来自DuPont的尼龙6,6,聚醚酰亚胺例如来自General Electric的ULTEM聚醚酰亚胺,聚苯醚例如聚(2,6-二甲基苯醚)或聚苯醚/聚苯乙烯共混物例如来自General Electric的NORYL树脂,聚酯,聚苯硫醚,聚苯硫醚/砜,聚酯碳酸酯例如LEXAN 3250聚酯碳酸酯(General Electric),除LEXAN聚碳酸酯之外的来自General Electric的聚碳酸酯,聚丙烯酸酯例如ARDEL D100聚丙烯酸酯(Amoco),聚砜,聚砜醚,聚醚酮或芳族二羟基化合物,可以用作共混物改性剂以改进性能或降低可燃性。一些用于制备这些聚合物的芳族二羟基化合物公开在美国专利3,030,335和美国专利3,317,466中。
本发明组合物的共聚酰胺或聚酰胺均相共混物可以用作阻隔聚合物,并且可以因此改进整个组合物的阻隔性能。本文使用的术语“阻隔聚合物”表示具有一种或多种以下性能的聚合物:(1)水渗透性为2gm-mils/100平方英寸/24小时或更小,按照ASTM方法F1249于38℃测定;(2)氧气渗透性为5cc(STP)-mils/100平方英寸/24小时-atm或更小,按照ASTM方法D3985于23℃测定;或(3)二氧化碳渗透性为25cc(STP)-mils/100平方英寸/24小时-atm或更小,按照ASTM方法D1434于23℃测定。
阻隔性能可以通过引入金属催化剂来提高,得到一种能催化氧气与组合物中一种或多种聚酰胺反应的除氧组合物。所以,本发明进一步提供一种除氧组合物,其包含:
(A)包含以下组分的不混溶性共混物:
(i)包含至少一种热塑性聚合物的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)包含至少两种聚酰胺的转酰氨基化均相共混物的第二组分;
其中第二组分(ii)和第一组分(i)的折射指数之差RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小;和
(B)至少一种选自元素周期表3-12族4-6行的金属。
除了一种或多种聚酰胺的均相共混物之外,本发明的除氧组合物也可以包括上述对于本发明其它实施方案描述的单种共聚酰胺。因此,本发明还提供一种除氧组合物,其包含:
(A)包含以下组分的不混溶性共混物:
(i)包含至少一种热塑性聚合物的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)包含共聚酰胺的第二组分;
其中第二组分(ii)和第一组分(i)的折射指数之差RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小;和
(B)至少一种选自元素周期表3-12族4-6行的金属。
另外应当理解的是,除氧组合物也包括上述第一和第二组分、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、均相共混物、共聚酰胺和聚酰胺的各种实施方案的任何组合。
本发明的除氧组合物可以包含选自元素周期表3-12族4-6行的一种金属,如Internation Union of Pure and Applied Chemistry的1984版元素周期表。典型的氧化催化剂包括过渡金属催化剂,其可以在至少两种氧化态之间转换。可以使用的金属的例子包括铜、镍、钴、铁、锰和其组合。可以使用能有效催化除氧的任何量的催化剂,但是通常金属的用量是约10-约1000ppm。金属浓度的其它范围包括约50ppm-约750ppm,约10-约500ppm,约50-约500ppm,和约50-300ppm,基于除氧组合物的总重量计。金属通常作为元素金属本身、作为含有有机配体的金属配合物、作为氧化物或作为金属盐使用。金属盐的抗衡离子的例子包括、但不限于氯离子、乙酸根、乙酰丙酮酸根、硬脂酸根、棕榈酸根、2-乙基己酸根、新癸酸根、辛酸根或环烷酸根和它们的混合物。金属盐也可以是离聚体,在这种情况下使用聚合物抗衡离子。这些离聚体是本领域公知的。
在一个例子中,金属催化剂是钴或含钴的化合物,例如钴盐。钴可以处于+2或+3氧化态。金属催化剂的其它例子是处于+2氧化态的铑和处于+2氧化态的铜。金属可以以盐的形式添加,通常作为羧酸盐,例如辛酸钴、乙酸钴或新癸酸钴。所记录的量是基于聚合物共混物的总重量并针对加入组合物中的金属而非其化合物重量进行测量。在钴作为金属的情况下,用量通常是至少50ppm,或至少60ppm,或至少75ppm,或至少100ppm,或至少125ppm。催化剂可以单独或在载体中(例如液体或蜡)加入到挤出机或其它生产制品的设备中,或可以在与聚酰胺聚合物的浓缩物、与聚酯聚合物的浓缩物或与不混溶性共混物的浓缩物中加入。载体可以是能或不能与第一和第二组分反应的,并且可以使用挥发性或非挥发性载体液体。金属催化剂可以在除氧组合物的制备期间在各种不同的点和通过各种共混方式加入。特别有用的途径是在最终共混物组合物的制备中的后期使聚酰胺和过渡金属在一起,甚至晚至在形成制品之前的最终熔体步骤中,使得聚酰胺的除氧活性不会过早引发。在一些情况下,例如当钴用作过渡金属时,优选在第一和第二组分共混期间加入钴,而不是例如在制备热塑性聚合物期间加入。
在一个实施方案中,例如,除氧组合物的第一组分可以含有具有上述单体残基的任何组合的聚酯。例如,聚酯可以含有(a)二酸残基,其含有基于二酸残基总量计的至少80摩尔%的选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸和1,4-环己烷二甲酸中的至少一种二羧酸的残基,和0至约20摩尔%的至少一种具有2-20个碳原子的改性二羧酸的残基;和(b)二醇残基,其含有基于二醇残基总摩尔数计至少80摩尔%的选自乙二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、二甘醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇中的至少一种二醇的残基,和0至约20摩尔%的至少一种具有3-16个碳原子的改性二醇的残基。在另一个例子中,二酸残基可以包含约60-100摩尔%的对苯二甲酸残基和0至约40摩尔%的间苯二甲酸残基,二醇残基可以包含约100摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基。在另一个例子中,二酸残基可以含有基于二酸残基总摩尔数计的约100摩尔%的对苯二甲酸残基。可以用作第一组分的聚酯的其它具体例子包括含以下残基的聚酯:(i)约80-约100摩尔%的对苯二甲酸残基和约50-约90摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基和约10-约50摩尔%的新戊二醇残基;(ii)约100摩尔%的对苯二甲酸残基和约10-约40摩尔%的1,4-环己烷二甲醇和约60-约90摩尔%的乙二醇残基;(iii)约100摩尔%的对苯二甲酸残基和约10-约99摩尔%的1,4-环己烷二甲醇、0-约90摩尔%的乙二醇残基和约1-约25摩尔%的二甘醇残基。聚酯也可以进一步包含基于二酸残基总量计的约0.1-2摩尔%的至少一种选自上述偏苯三酸、偏苯三酸酐和苯均四酸二酐中的支化剂的残基。
第一组分也可以含有至少一种聚酯和至少一种聚碳酸酯的均相共混物。可以在这些均相共混物中使用的聚碳酸酯已经在前面描述。
转酰氨基化均相共混物或共聚酰胺可以含有任何上述聚酰胺,例如各种尼龙。但是,有利的是除氧组合物中的共聚酰胺或聚酰胺均相共混物含有间苯二甲胺、对苯二甲胺或其组合的残基。例如,第二组分可以含有均相共混物,所述均相共混物包含以下组分:含间苯二甲胺残基和己二酸残基的第一种聚酰胺,和含尼龙6、尼龙6,6或其共混物的第二种聚酰胺。作为另一个例子,这种均相共混物可以在不混溶性共混物中与含聚酯和具有双酚A残基的聚碳酸酯的均相共混物的第一组分组合。为了最优的除氧性能,也希望共聚酰胺或聚酰胺的均相共混物含有20毫摩尔/kg或更少的游离氨基。游离氨基的浓度可以使用本领域技术人员公知的技术来确定,例如通过滴定。
在另一个例子中,除氧组合物含有间苯二甲胺己二酸酯的共聚酰胺。与仅仅含有间苯二甲胺己二酸酯均聚物的组合物相比,改性间苯二甲胺己二酸酯(其中一部分己二酸残基或一部分间苯二甲胺残基或这两者的一部分被其它残基代替)的使用得到了具有改进的除氧性能的除氧组合物。如本文所述的其它聚酰胺阻隔聚合物也可以用作除氧组合物的一部分。
上述的本发明组合物可以用于生产成型制品,例如片材、膜、管、预制体、瓶或型材。这些制品可以通过本领域技术人员公知的任何方法形成,例如挤出、压延、热成型、吹塑、挤出吹塑、注塑、压缩模塑、铸塑、牵伸、伸幅或发泡。
例如,本发明的组合物可以通过本领域技术人员公知的任何技术制成成型制品,例如膜。膜的形成可以通过熔体挤出实现,如美国专利4,880,592所述;或通过压塑,如美国专利4,427,614所述;或通过任何其它合适的方法。例如,膜可以通过公知的流延膜、吹膜和挤出涂覆技术来生产,挤出涂覆技术包括挤出到基材上。这种基材也可以包括粘结层。通过熔体流延或吹塑生产的膜可以使用粘合剂热粘结或密封到基材上。该组合物可以通过本领域公知的技术制成单层或多层膜。例如,单层或多层膜可以通过公知的流延膜、吹膜和挤出涂覆技术来生产,挤出涂覆技术包括挤出到基材上。代表性基材包括膜、片材、织造和非织造织物。通过熔体流延或吹塑生产的单层或多层膜可以使用粘合剂热粘结或密封到基材上。
例如,该组合物可以使用常规的吹膜设备形成膜。成膜设备可以是在本领域称为“吹膜”设备的那些,包括用于吹泡膜的环形模头,使组合物被强制通过该模头并形成膜“泡”。“泡”最终塌陷并形成膜。
该组合物也可以用于通过挤出吹塑和注射拉伸吹塑形成成型制品。注塑工艺在加热的圆筒中将共聚酰胺或均相聚酰胺共混物软化,在熔融的同时将其在高压下注射到封闭的模具中,将模具冷却以引起固化,并从模具中弹出模塑预制体。模塑组合物也非常适用于生产预制体和随后将这些预制体再加热拉伸吹塑成具有所需性能的最终瓶形状。注塑的预制体被加热到在100-150℃范围内的合适取向温度,然后进行拉伸吹塑。后一种方法包括首先通过机械装置将热预制体沿着轴向方向拉伸(例如通过用核心棒插件拉伸),然后吹入高压空气(最高500psi)从而在周向(hoop)方向上拉伸。以这种方式,制得双轴取向的吹塑瓶。典型的吹塑比在5/1至15/1的范围内。
本发明组合物的优异透明性和低雾度使得能够在引入显著量的边角料聚合物或“再研磨料”的情况下制备透明的成型制品。在本文使用的术语“再研磨料”理解为具有本领域普遍接受的含义,也就是从制品成型工艺回收并研磨成较小颗粒的边角料聚合物。通常,再研磨料作为边角料销售,用于引入成型制品中,其中该制品的透明性对其应用是无关的。对于特定的成型制品例如在包装应用中使用的瓶和膜,低雾度和高透明性是重要的特征。这些制品、特别是多层制品的生产本身产生大量的边角料聚合物,通常由于形成不可接受程度的雾度而不能再返回制品成型工艺。因为第一和第二组分在折射指数方面的紧密匹配,可以从本发明的组合物在包括再研磨料的情况下生产具有低雾度的透明成型制品。
所以,本发明的另一个方面是一种形成成型制品的方法,包括:
(A)将以下组分进行熔体共混:
(i)包含至少一种热塑性聚合物的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)包含共聚酰胺或至少两种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物的第二组分;
其中第二组分(ii)和第一组分(i)的折射指数之差RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小;
(B)形成成型制品;
(C)回收包含共混的第一和第二组分(i)和(ii)的边角料聚合物组合物;
(D)将边角料聚合物组合物研磨以制备聚合物再研磨料;
(E)任选地,将边角料聚合物组合物进行干燥;和
(F)将聚合物再研磨料与步骤(A)中的第一和第二组分(i)和(ii)混合。
因此,本发明方法允许将边角料聚合物再研磨料引入成型制品中,同时保持低雾度和高透明性。应该进一步理解的是,上述方法包括上述第一和第二组分、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、均相共混物、共聚酰胺、聚酰胺、除氧组合物和其任何组合的各种实施方案。
例如,如上所述,从第一和第二组分形成的不混溶性共混物可以进一步包含选自元素周期表3-12族4-6行的至少一种金属。金属的例子包括铜、镍、钴、铁、锰和其组合。金属的存在量通常是约10-约500ppm(重量)的所述金属,基于成型制品的总重量计。优选的金属是钴。
本发明方法的成型制品可以通过本领域公知的和前面描述的方法形成。例如,成型制品可以通过挤出、压延、热成型、吹塑、挤出吹塑、注塑、压缩模塑、铸塑、牵伸、伸幅或发泡来生产。
尽管本发明方法可以用于生产任何成型制品,但是可以生产的代表性例子是片材、膜、预制体、管和瓶。这些制品可以具有单层或含有2至约7层。再研磨料可以引入这些层的一层或多层中,这些层可以含有约50-100重量%的再研磨料,基于一层或多层的重量计。可以在成型制品中存在的再研磨料含量的其它例子是5至约95重量%,约10-60重量%,约15-约50重量%,和约20-约30重量%。
成型制品可以包含多层,其中一层或多层包含第一和第二组分作为不混溶性共混物,或其中第一组分和第二组分存在于单独的层中。因此,本发明的另一个方面是一种多层的成型制品,其包含:
(i)包含至少一种热塑性聚合物的第一层,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)包含至少两种聚酰胺的转酰氨基化均相共混物的第二层;
其中第二层(ii)和第一层(i)的折射指数之差RI(第二层)-RI(第一层)是约0.006至约-0.0006,并且所述成型制品具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小。该成型制品可以包括上述第一和第二组分、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、均相共混物、共聚酰胺、聚酰胺、除氧组合物、成型制品的各种实施方案和其任何组合。
多层成型制品可以通过挤出、压延、热成型、吹塑、挤出吹塑、注塑、压缩模塑、铸塑、牵伸、伸幅或发泡来生产。因为第一和第二层的折射指数之间紧密匹配,所以多层制品可以进一步含有含第一和第二层的混合物的再研磨料,其可以引入第一层、第二层或第一和第二层的组合中。通常,再研磨料是多层制品的约5-约60重量%,基于制品的总重量计。再研磨料在成型制品中的重量百分比的其它例子是制品总重量的约10-约40重量%和约20-约30重量%。
根据预期用途,多层制品可以具有2至约7层。例如,如上所述,成型制品可以是片材、膜、管、瓶或预制体。复杂的层状结构也是可能的。例如,成型制品可以具有由ABA、ABABA、ABCBA或ACBCA表示的层状结构,其中层A包含第一层(i),层B包含第二层(ii),层C包含再研磨料,所述再研磨料含有边角料第一和第二层(i)和(ii)的混合物、由消费后回收获得的聚酯或聚碳酸酯或其组合。根据再研磨料的组成,有利的是层B和层C的折射指数之差RI(层B)-RI(层C)是约0.006至约-0.0006,从而保持制品的透明性和引入再研磨料的能力。
在另一个实施方案中,层A可以包含第二层(ii),层B可以包含第一层(i),层C可以包含边角料第一和第二层(i)和(ii)的混合物、由消费后回收获得的聚酯或聚碳酸酯或其组合。
另外,本发明新型多层制品的第二层(ii)可以进一步含有选自元素周期表3-12族4-6行的至少一种金属。金属的例子包括铜、镍、钴、铁、锰和其组合。金属的存在量通常是约10-约500ppm(重量)的所述金属,基于成型制品的总重量计。优选的金属是钴。
在另一个实施方案中,本发明的多层成型制品可以进一步包含至少一个额外层,其含有约50-约100重量%的再研磨料,基于该层的总重量计。含有再研磨料的额外层可以进一步含有选自元素周期表3-12族4-6行的至少一种金属。金属的例子包括铜、镍、钴、铁、锰和其组合。金属的存在量通常是约10-约500ppm(重量)的所述金属,基于成型制品的总重量计。优选的金属是钴。
如上所述,该多层成型制品可以包括上述成型制品、热塑性聚合物、聚酰胺、不混溶性共混物、均相共混物和除氧组合物的各种实施方案。例如,至少一种热塑性聚合物可以包含直链或支链聚酯,其含有基于二酸残基总量计至少80摩尔%的选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸和1,4-环己烷二甲酸中的至少一种二羧酸的残基,和0至约20摩尔%的至少一种具有2-20个碳原子的改性二羧酸的残基;和(b)二醇残基,其含有基于二醇残基总摩尔数计至少80摩尔%的选自乙二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、二甘醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇中的至少一种二醇的残基,和0至约20摩尔%的至少一种具有3-16个碳原子的改性二醇的残基;和一种或多种阻隔聚合物含有均相共混物,该均相共混物含有含间苯二甲胺残基和己二酸残基的第一种聚酰胺和含尼龙6、尼龙6,6或其共混物的第二种聚酰胺。例如,热塑性聚合物可以含有支化聚酯。在另一个例子中,热塑性聚合物进一步含有聚酯和含双酚A残基的聚碳酸酯的均相共混物。
本发明的多层成型制品可以通过本领域技术人员公知的任何方法来生产。例如,成型制品可以通过任何用于形成膜的传统技术形成,包括层压、挤出层合、共注射、拉伸吹塑和共挤出吹塑,并可以特别参考通过共挤出制备多层膜的典型方法来说明。例如,第一和第二组分以及任何任选的层被加入相似数目的挤出机的进料料斗中,每个挤出机处理用于一层或多层的材料。通常,对于本发明的组合物,在挤出之前和期间,第一和第二组分各自被加热到约Tg+100℃至约Tg+300℃的温度,其中Tg是第一或第二组分的玻璃化转变温度,通过差示扫描量热法测量。来自各挤出机的熔融料流被加入单个的多倍共挤出口模中。在口模中时,这些层交叉并组合,然后从口模作为单个的聚合物材料多层膜取出。在离开口模之后,膜流延到第一个温度受控的流延辊上,经过第一个辊,然后到达第二个温度受控的流延辊上,该辊通常比第一个辊的温度低。温度受控的辊在很大程度上控制了膜在离开口模之后的冷却速率。在另一个方法中,成膜设备可以是在现有技术中称为吹膜设备的那些,并包括用于吹泡膜的多倍环形模头,组合物被强制通过该模头并形成膜泡。泡最终塌陷并形成膜。用于形成膜和层合片材的共挤出方法也是公知的。或者,各层可以先形成片材,然后在热和压力下在有或没有中间粘合剂层的情况下层合在一起。
本发明组合物的透明性和低雾度也使得能够在引入显著量的边角料聚合物或“再研磨料”的情况下制备多层的透明成型制品。所以,本发明还提供一种形成多层的成型制品的方法,包括:
(i)将包含至少一种热塑性聚合物的第一组分加热到约第一组分的Tg+100℃至约第一组分的Tg+300℃的温度,其中所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;
(ii)将第二组分加热到约第二组分的Tg+100℃至约第二组分的Tg+300℃的温度,其中第二组分包含共聚酰胺或至少两种聚酰胺的转酰氨基化均相共混物;
(iii)在分别的层中形成具有第一和第二组分的成型制品;
(iv)回收第一和第二组分的边角料;
(v)将第一和第二组分的边角料研磨以制备再研磨料;
(vi)任选地,将再研磨料进行干燥;和
(vii)将再研磨料与步骤(i)和(ii)中的第一组分、第二组分或其混合物混合;
其中第二组分(ii)和第一组分(i)的折射指数之差RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小。该方法可以包括上述第一和第二组分、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、均相共混物、共聚酰胺、聚酰胺、除氧组合物、成型制品、制品成型方法的各种实施方案和其任何组合。
本发明方法允许将显著量的再研磨料引入成型制品中,同时保持低雾度和高透明性。再研磨料通常包含在制品成型过程中作为边角料产生的步骤(i)和(ii)的第一和第二组分的混合物,但是可以使用任何聚合物材料,只要其折射指数与第二组分的折射指数相差约0.006至约-0.0006即可。本发明方法的再研磨料可以与步骤(i)的第一组分、步骤(ii)的第二组分或第一和第二组分的组合合并。再研磨料可以是成型制品的约5-约60重量%,基于成型制品的总重量计。本发明成型制品中的再研磨料含量的其它代表性例子是成型制品的约10-约40重量%和成型制品的约20-约30重量%。
根据预期用途,本发明的多层制品可以具有2至约7层。例如,如上所述,多层成型制品可以是片材、膜、管、瓶或预制体。复杂的层状结构也是可能的。例如,成型制品可以具有由ABA、ABABA、ABCBA或ACBCA表示的层状结构,其中层A包含步骤(i)的第一组分,层B包含步骤(ii)的第二组分,层C包含再研磨料,所述再研磨料含有来自步骤(i)和(ii)的边角料第一和第二组分的混合物、来自消费后回收的聚酯或聚碳酸酯或其组合。根据再研磨料的组成,有利的是层B和层C的折射指数之差RI(层B)-RI(层C)是约0.006至约-0.0006,从而保持制品的透明性和引入再研磨料的能力。
在另一个实施方案中,层A可以包含步骤(ii)的第二组分,层B包含步骤(i)的第一组分,层C包含步骤(i)和(ii)的边角料第一和第二组分混合物、由消费后回收获得的聚酯或聚碳酸酯或其组合。
另外,本发明新型多层制品的步骤(ii)的第二组分可以进一步含有选自元素周期表3-12族4-6行的至少一种金属。可以使用的金属的例子包括铜、镍、钴、铁、锰和其组合。金属的存在量通常是约10-约500ppm(重量)的所述金属,基于成型制品的总重量计。优选的金属是钴。
在另一个实施方案中,本发明方法的步骤(iii)可以进一步包括形成至少一个额外层,其含有约50-约100重量%的再研磨料,基于该层的总重量计。含有再研磨料的额外层可以进一步含有选自元素周期表3-12族4-6行的至少一种金属。金属的例子包括铜、镍、钴、铁、锰和其组合。金属的存在量通常是约10-约500ppm(重量)的所述金属,基于成型制品的总重量计。优选的金属是钴。
如上所述,该多层成型制品可以包括上述成型制品、热塑性聚合物、聚酰胺、不混溶性共混物、均相共混物和除氧组合物的各种实施方案。例如,至少一种热塑性聚合物可以包含聚酯,其含有基于二酸残基总量计至少80摩尔%的选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸和1,4-环己烷二甲酸中的至少一种二羧酸的残基,和0至约20摩尔%的至少一种具有2-20个碳原子的改性二羧酸的残基;和(b)二醇残基,其含有基于二醇残基总量计至少80摩尔%的选自乙二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、二甘醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇中的至少一种二醇的残基,和0至约20摩尔%的至少一种具有3-16个碳原子的改性二醇的残基;和一种或多种阻隔聚合物含有一种均相共混物,该均相共混物含有含间苯二甲胺残基和己二酸残基的第一种聚酰胺和含尼龙6、尼龙6,6或其共混物的第二种聚酰胺。例如,热塑性聚合物可以含有支化聚酯。在另一个例子中,热塑性聚合物进一步含有聚酯和含双酚A残基的聚碳酸酯的均相共混物。
本发明的另一个实施方案是一种形成多层成型制品的方法,包括:
(A)将第一组分加热到约聚酯或聚碳酸酯的Tg+100℃至约聚酯或聚碳酸酯的Tg+300℃的温度,其中所述第一组分含有(i)至少一种含有以下残基的聚酯:(a)二酸残基,含有基于二酸残基总量计至少约95摩尔%的对苯二甲酸残基;和(b)二醇残基,含有基于二醇残基总摩尔数计至少约95摩尔%的选自乙二醇和1,4-环己烷二甲醇中的至少一种二醇的残基;(ii)至少一种含有双酚A残基的聚碳酸酯;或(iii)它们的均相共混物;
(B)将第二组分加热到约290℃的温度,其中第二组分包含一种转酰氨基化均相共混物,其包含:含有二胺和二酸残基的聚酰胺,该聚酰胺含有基于二胺残基总量计约100摩尔%的间苯二甲胺残基和基于二酸残基总量计约100摩尔%的己二酸残基;和至少一种选自尼龙6和尼龙6,6的聚酰胺;
(C)在分别的层中形成具有第一和第二聚合物组合物的成型制品;
(D)回收第一和第二组分的边角料;
(E)将第一和第二组分的边角料研磨以制备再研磨料;
(F)任选地,将再研磨料进行干燥;和
(G)将再研磨料与步骤(A)和(B)中的第一组分、第二组分或其混合物混合;
其中步骤(B)的第二组分和步骤(A)的第一组分的折射指数之差RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小。该方法可以包括上述第一和第二组分、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、均相共混物、共聚酰胺、聚酰胺、除氧组合物、成型制品、制品成型方法的各种实施方案和其任何组合。
如上所述,再研磨料可以包含第一和第二组分(i)和(ii)的混合物,并可以与第一组分(i)、第二组分(ii)或第一和第二组分的组合合并。再研磨料可以是成型制品的约5-约60重量%,基于成型制品的总重量计。本发明成型制品中的再研磨料含量的其它代表性例子包括成型制品的约10-约40重量%和成型制品的约20-约30重量%。
本发明方法的聚酯可以包含含至少约95摩尔%对苯二甲酸残基的二酸残基,并可以具有一定范围的二醇组成。例如,聚酯可以包含二醇残基,其含有约1-约5摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基和约99-约95摩尔%的乙二醇残基。用于本发明方法的聚酯的二醇组成的其它例子包括、但不限于:(i)含有约29-约33摩尔%1,4-环己烷二甲醇残基和约71-约67摩尔%乙二醇残基的二醇残基;(ii)含有约45-约55摩尔%1,4-环己烷二甲醇残基和约55-约45摩尔%乙二醇残基的二醇残基;(iii)含有约60-约65摩尔%1,4-环己烷二甲醇残基和约40-约35摩尔%乙二醇残基的二醇残基;(iv)含有约79-约83摩尔%1,4-环己烷二甲醇残基和约21-约17摩尔%乙二醇残基的二醇残基;和(v)含有约100摩尔%1,4-环己烷二甲醇残基的二醇残基。聚酯可以进一步包含约0.1-2摩尔%的选自偏苯三酸、偏苯三酸酐和苯均四酸二酐中的至少一种支化剂的残基,基于二酸残基的总量计。
在另一个实施方案中,热塑性聚合物可以进一步包含聚酯和含双酚A残基的聚碳酸酯的均相共混物。每种聚酯和聚碳酸酯可以是直链或支链的。
另外,本发明新型方法的步骤(ii)中的第二组分可以进一步含有选自元素周期表3-12族4-6行的至少一种金属。可以使用的金属的例子包括铜、镍、钴、铁、锰和其组合。金属的存在量通常是约10-约500ppm(重量)的所述金属,基于成型制品的总重量计。优选的金属是钴。
在另一个实施方案中,本发明方法的步骤(C)可以进一步包括形成至少一个额外层,其含有约50-约100重量%的再研磨料,基于该层的总重量计。含有再研磨料的额外层可以进一步含有选自元素周期表3-12族4-6行的至少一种金属。金属的例子包括铜、镍、钴、铁、锰和其组合。金属的存在量通常是约10-约500ppm(重量)的所述金属,基于成型制品的总重量计。优选的金属是钴。
本发明的成型制品可以通过拉伸来进一步取向,这可以改进制品的阻隔性能。如上所述,可以希望将其它常规添加剂或改性聚合物引入本发明的聚合物组合物中。例如,可以加入抗氧化剂,热和光稳定剂,染料,抗静电剂,润滑剂,防腐剂,加工助剂,滑动剂,抗粘连剂,颜料,阻燃剂,发泡剂等。可以使用多于一种的添加剂。添加剂可以以任何希望的量使用,但是通常不超过成型制品总重量的约20重量%,优选不超过10重量%。
聚合物组合物、除氧组合物和由其制备的成型制品也可以含有最多约30重量%、优选小于约20重量%的从至少一种层状硅酸盐材料衍生的特定小片粒料以改进它们的阻隔性能。所述小片粒料可以用至少一种铵化合物改性。所述小片粒料的量可以通过当根据ASTM D5630-94处理时测量聚合物-小片粒料组合物的残余灰分来确定。气体阻隔性的改进通常随着所述小片粒料在复合材料中浓度的增加而提高。虽然低至约0.01重量%的所述小片粒料能改进阻隔性能(特别当良好分散和排序时),但是优选具有至少约0.5重量%所述小片粒料的组合物,这是因为它们显示在气体渗透性方面的所需的改进效果。
层状硅酸盐材料通常是所述小片粒料的稠密附聚体,它们象卡片一样紧密堆积在一起。本发明的小片粒料具有小于约2mm的厚度和约10-约5000nm的直径。对于本发明目的,测量仅仅针对小片粒料,而不是铵化合物或任何其它可能使用的分散助剂和处理化合物。合适的小片粒料来自于层状硅酸盐材料,其通常是自由流动粉末,具有约0.3-约3meq/g、优选约0.8-约1.5meq/g的阳离子交换能力。合适的层状硅酸盐材料例如包括云母型层状页硅酸盐,包括粘土、近晶型粘土、蒙脱石钠、锂蒙脱石钠、膨润土、囊脱石、贝得石、volonsloite、滑石粉、锌蒙脱石、magadite、kenyaite、合成锂蒙脱石等。这种性质的粘土可以从包括Southern Clay Products and Nanocor Inc.的各种公司获得。最优选的小片粒料是对于膨润土钠或蒙脱石钠衍生的。这些粘土可以在美国作为Wyoming型蒙脱石获得,在世界的其它地方,包括从Kunimine IndustriesInc.获得的Kunipia粘土。
层状硅酸盐材料通常进行处理以改进在聚合物组合物中的分散。许多有用的粘土处理是本领域公知的,这些处理也可以在将层状硅酸盐材料引入本发明组合物中之前、之后或期间进行,且不偏离本发明的范围。有用的处理的例子包括、但不限于用硅烷化合物、膨胀剂、聚合物和低聚物、分散助剂、有机阳离子盐和其组合进行的处理。
用硅烷化合物的有用处理的例子包括在国际出版物WO93/11190中公开的那些处理。有用的硅烷化合物包括(3-环氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷、2-甲氧基(聚氧乙烯)丙基七甲基三硅氧烷、十八烷基二甲基(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氯化铵等。
用膨胀剂的有用处理的例子包括本领域公知的低聚物。用于处理粘土的聚合物和低聚物的代表性例子包括美国专利5,552,469和5,578,672公开的那些。许多分散助剂是公知的,包括宽范围的材料,包括水、醇、酮、醛、氯化溶剂、烃溶剂、芳族溶剂等或其组合。
实施例
一般描述:通过以下实施例进一步描述本发明。聚酯、聚酰胺和共混物的玻璃化转变温度(Tg)通过ASTM方法D3418使用TA Instruments2920差示扫描量热仪(DSC)测量,扫描速率是20℃/分钟。通过ASTM方法D648测量热挠曲温度,根据ASTM方法D256测量缺口(伊佐德)冲击强度。根据ASTM方法D790测量挠曲性能。根据ASTM方法D638于23℃测量共混物的拉伸性能。在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5g/100mL的浓度于25℃测量聚酯的特性粘数。这些共混物的聚酯部分中的二醇含量通过质子核磁共振光谱(1H NMR)测量。共混物的混溶性通过压膜和模塑品的差示扫描量热测量。
雾度值通过ASTM方法D1003(%雾度=100×漫射透射比/总透射比)使用HunterLab UltraScan Sphere 8000比色计(由Hunter AssociatesLaboratory Inc.,Reston,VA.,生产)采用Hunter’s Universal Software(3.8版)测量。仪器的校正和操作根据HunterLab用户手册进行。漫射透射比(%透射比)通过将光阱放置在样品部分的整个球体的另一侧获得,从而清除直射光的路径。仅仅测量大于2.5度散射的光。总透射比包括测量直接透过样品的光以及被样品散射到传感器的偏轴光。将样品放在球的出口位置,使得来自全部球内部的偏轴光可以散射。透明度通过目测和雾度测量。对于本发明的共混物和各种组合物,雾度通过将组合物形成为片材、膜或厚度为1/8英寸或更小的板并根据上述程序测量雾度来测定。对于成型制品,包括多层成型制品,雾度通过将厚度为1/8英寸或更小的制品切成小块(即1×1cm)并根据上述程序测量雾度来测定。
折射指数是在633nm用Metricon Prism CouplerTM2010型折光仪(由Metricon Inc.获得)测量的,记录值是在3个正交方向(挤出或拉伸方向、横向和厚度方向)上测量的折射指数的平均值。取向膜在TM长膜拉伸仪上生产(对于生产者而言),其中将压膜、吹塑膜或挤出膜的样品进行单轴或双轴拉伸。膜拉伸仪的操作是基于在水力驱动的棒上两个拉伸棒以彼此成直角的方向上的移动。在各个移动的拉伸棒对面有固定的拉伸棒。这些成对的相对移动和固定的拉伸棒(在其上连接膜样品的四个边缘)形成彼此成直角的两个轴,样品沿着这些轴按照任意拉伸比被拉伸到原始尺寸的四倍或七倍,这取决于所用的机器。将样品放在机器上的夹具中,并如果需要的话在拉伸之前加热。该设备的输出值是应力对在实验温度下的伸长率数据(如果需要的话)和拉伸膜。
膜的氧气渗透性使用Ox-Tran Oxygen Permeation Instruments(由MOCON,Inc.,Minneapoils,MN生产)测量。氧气渗透性由在实验中膜的已知面积、膜厚度、沿膜的氧气分压差和测量的稳态透射率来计算。在显示主动除氧的样品的情况下,测量的流量并不是完全处于稳态的,这是由于透射率会随着除氧反应效率随时间的变化而缓慢地变化。但是,在这些情况下,氧气渗透性通常被认为是在渗透测量期间处于假稳态。在以下实施例中包括的主动除氧剂样品中,清除效率在测量期间显然极少变化或没有变化,并且从测量的假稳态透射率计算渗透性。
对比例1-12:在表1中列出的共聚酯是由对苯二甲酸、乙二醇和1,4-环己烷二甲醇(CHDM)制备的。在聚酯中的CHDM量列在表1中。实施例F含有100%的CHDM(0%乙二醇),而26摩尔%的酸部分是代替对苯二甲酸的间苯二甲酸。
表1
聚酯 | 聚酯中的CHDM(摩尔%) | Tg | 聚酯的折射指数 |
A | 1.5 | 81 | 1.5708 |
B | 31 | 83 | 1.5644 |
C | 50 | 84 | 1.5593 |
C | 62 | 86 | 1.5573 |
E | 81 | 91 | 1.5547 |
F | 100 | 88 | 1.5519 |
共聚酯和MXD6 6121聚酰胺(含有100摩尔%间二甲苯和100摩尔%己二酸,从Mitsubishi Corporation获得)在70℃干燥过夜。每种这些共聚酯与1、3和5重量%的MXD6袋式(bag)共混,并加入90rpm的在以下温度设定(℃)的Sterling 1.5英寸单螺杆挤出机中,形成共混物。
区域1 | 区域2 | 区域3 | 区域4 | 区域5 |
240 | 250 | 260 | 260 | 260 |
将共混物于70℃干燥过夜,然后于270℃在Toyo 90注塑机上注塑成1/8英寸厚的4个正方形板。MXD6的折射指数测得为1.5824。所得的雾度值和从尼龙折射指数中减去聚酯折射指数的结果列在表2中:
表2
实施例 | 聚酯类型 | 聚酯(重量%) | MXD6(重量%) | 雾度% | 总透射率(%) | RI(尼龙)-RI(聚酯) |
C-1 | A | 99 | 1 | 5.2 | 82.8 | 0.0116 |
C-2 | A | 97 | 3 | 14.3 | 81.6 | 0.0116 |
C-3 | A | 95 | 5 | 29.8 | 82.0 | 0.0116 |
C-4 | B | 99 | 1 | 5.1 | 79.5 | 0.0180 |
C-5 | B | 97 | 3 | 22.4 | 70.7 | 0.0180 |
C-6 | B | 95 | 5 | 42.9 | 62.4 | 0.0180 |
C-7 | C | 99 | 1 | 8.5 | 80.7 | 0.0231 |
C-8 | C | 97 | 3 | 31.0 | 70.4 | 0.0231 |
C-9 | C | 95 | 5 | 50.7 | 62.6 | 0.0231 |
C-10 | D | 99 | 1 | 11.5 | 77.6 | 0.0251 |
C-11 | D | 97 | 3 | 59.0 | 63.3 | 0.0231 |
C-12 | D | 95 | 5 | 81.6 | 53.5 | 0.0231 |
实施例13-24、27-29、31-32、34-36、38和对比例25-26、30、33、36-37和39:将尼龙6(从DuPont作为Zytel7335F获得)和MXD6(6121级)在120℃干燥48小时,并按照各种比例进行袋式共混。然后将聚酰胺袋式共混物加入90rpm的在以下条件设定(℃)的Sterling 1.5英寸单螺杆挤出机中,形成均相转酰氨基化的共混物,由对于每种共混物存在单个组成依赖性Tg值来证明。Tg值列在表3中。
区域1 | 区域2 | 区域3 | 区域4 | 区域5 |
250 | 270 | 300 | 300 | 300 |
将转酰氨基化尼龙共混物或MXD6的部分于120℃干燥过夜,然后于240℃在Toyo 90注塑机上注塑成1/8英寸厚的样品或在240℃挤出成15密耳厚的膜。这些膜通过以下挤出工艺制备:所用的挤出机是常规的2.54cm直径Killian挤出机,L∶D(长度∶直径)之比为24∶1,装有具有压缩比为3∶1和扭转maddock混合段的进料螺杆。常规的进料段用于将熔体输送到常规的15.24cm直径的衣架式口模中。双辊流延膜downstack结构用于将熔体骤冷。这些膜然后在TM-Long 4x上于95℃在每个方向上拉伸。这些膜在拉伸之前的性能列在表3中,在拉伸之后的性能列在表3A中。应该注意的是,在表3A中的氧气渗透性是在30℃和50%相对湿度下用100%氧气作为检测气体测量的。
表3-拉伸之前的膜性能
实施例 | MXD6(重量%) | 尼龙6(重量%) | Tg(℃) | 氧气渗透性(cc*密耳/100in2*天*atm) | 厚度(密耳) | 折射指数 |
13 | 100 | 0 | 88 | 0.533 | 15.003 | 1.5824 |
14 | 95 | 5 | 87 | 0.440 | 15.000 | 1.5772 |
15 | 90 | 10 | 83 | 0.100 | 14.465 | 1.5739 |
16 | 87 | 13 | 83 | 0.063 | 14.498 | 1.5724 |
17 | 85 | 15 | 81 | 0.413 | 14.065 | 1.5717 |
18 | 75 | 25 | 77 | 1.266 | 15.260 | 1.5655 |
19 | 73 | 27 | 76 | 1.060 | 14.065 | 1.5641 |
20 | 70 | 30 | 75 | 1.317 | 14.535 | 1.5617 |
21 | 65 | 35 | 72 | 1.334 | 14.755 | 1.5599 |
22 | 62 | 38 | 72 | 0.740 | 16.385 | 1.5575 |
23 | 60 | 40 | 70 | 0.709 | 14.630 | 1.5536 |
24 | 0 | 100 | 44 | 1.5318 |
表3A-拉伸之后的膜性能
实施例 | MXD6(重量%) | 尼龙6(重量%) | 氧气渗透性(cc*密耳/(100in2*天*atm) | 厚度(密耳) |
13 | 100 | 0 | 0.230 | 0.900 |
14 | 95 | 5 | 0.238 | 0.930 |
15 | 90 | 10 | 0.263 | 0.850 |
16 | 87 | 13 | 0.340 | 0.860 |
17 | 85 | 15 | 0.325 | 0.820 |
18 | 75 | 25 | 0.499 | 0.900 |
19 | 73 | 27 | 1.402 | 0.885 |
20 | 70 | 30 | 0.622 | 0.880 |
21 | 65 | 35 | 0.215 | 0.970 |
22 | 62 | 38 | 0.847 | 1.095 |
23 | 60 | 40 | 0.982 | 0.995 |
24 | 0 | 100 | ||
为了得到表4中所列的实施例和对比例,将转酰氨基化共混物或MXD6的部分在70-120℃干燥过夜,然后与表1的聚酯混合。聚酯在70-120℃干燥过夜。将表1中的这些聚酯各自与表3中的10重量%的所选择的转酰氨基化共混物或MXD6共混,并加入90rpm的在以下温度设定(℃)的Sterling 1.5英寸单螺杆挤出机中,形成不混溶性共混物。
区域1 | 区域2 | 区域3 | 区域4 | 区域5 |
240 | 260 | 280 | 280 | 280 |
这些共混物在70℃干燥过夜,然后于270℃在Toyo 90注塑机上注塑成1/8英寸厚的4个正方形板。所得的雾度值和从尼龙折射指数中减去聚酯折射指数的结果列在表4中。
为了得到实施例38和对比例C-39,将来自表3中实施例20的转酰氨基化共混物在70℃干燥过夜,然后与表1中的聚酯A或C进行袋式共混。这些聚酯也在70-120℃干燥过夜。这些袋式共混物然后于270℃在Toyo 90注塑机上注塑成1/8英寸厚的4个正方形板。所得的雾度值和从MXD6或尼龙共混物的折射指数中减去聚酯折射指数的结果列在表4中。
表4-具有均相MXD6/尼龙6共混物的聚酯共混物
实施例 | 聚酯类型 | 表3的共混物实施例 | 在聚酯中的CHDM(摩尔%) | 共混物MXD6(重量%) | 共混物尼龙6(重量%) | 雾度% | 总透射率(%) | RI(尼龙)-RI(聚酯) |
C-25 | A | 13 | 1.5 | 100 | 0 | 28.1 | 71.1 | 0.0116 |
C-26 | A | 14 | 1.5 | 95 | 5 | 13.5 | 76.0 | 0.0064 |
27 | A | 15 | 1.5 | 90 | 10 | 6.3 | 77.8 | 0.0031 |
28 | A | 16 | 1.5 | 87 | 13 | 6.9 | 78.1 | 0.0016 |
29 | A | 17 | 1.5 | 85 | 15 | 7.7 | 77.9 | 0.0009 |
C-30 | B | 17 | 31 | 85 | 15 | 21.3 | 81.8 | 0.0073 |
31 | B | 18 | 31 | 75 | 25 | 5.0 | 86.5 | 0.0011 |
32 | B | 19 | 31 | 73 | 27 | 8.5 | 85.4 | -0.0003 |
C-33 | B | 20 | 31 | 70 | 30 | 16.2 | 84.1 | -0.0027 |
34 | C | 20 | 50 | 70 | 30 | 4.1 | 86.8 | 0.0024 |
36 | C | 21 | 50 | 65 | 35 | 8.3 | 84.5 | 0.0006 |
C-36 | C | 22 | 50 | 62 | 38 | 13.6 | 82.8 | -0.0018 |
C-3738C-39 | CCA | 232020 | 50503.5 | 607070 | 403030 | 19.33.733.0 | 80.286.369.9 | -0.00570.0024-0.0091 |
实施例40,在此预测实施例中,使用得到具有合适折射指数的聚酰胺的合成路线代替在上述实施例13-24中的共混两种聚酰胺的方法。在本领域公知的任何方法可以用于生产这些直接合成的聚酰胺。这些聚酰胺通常通过熔体相聚合由二酸-二胺配合物制备,后者可以原位制备或在单独的步骤中制备。在任一方法中,二酸和二胺用作原料。或者,可以使用二酸的酯形式,优选二甲基酯。如果使用酯,则反应必须在较低温度下进行,通常是80-120℃,直到酯被转化成酰胺。该混合物然后被加热到聚合温度。对于此预测实施例,合成的聚酰胺是聚亚间二甲苯基庚二酰胺,其是由作为二胺的间苯二甲胺与作为二酸的庚二酸合成的。该聚酰胺然后按照实施例25-39中公开的方法与90重量%的表1中的共聚酯A共混。预计这些共聚酯A与聚亚间二甲苯基庚二酰胺之间的折射指数之差是0.0034,并预计是透明的。预计所得的共混物具有小于10%的雾度值和大于75%的透射率。
实施例42-43和47-49以及对比例41、44-46和50-53。共混物的单层膜和除氧组合物:按照上述实施例13-24所述和表5中给出的方式制备几种MXD6/N6转酰氨基化共混物。表5中所列的折射指数值是按照上述实施例13-24所述的方式在这些转酰氨基化共混物的15密耳膜上测量的。3重量%或5重量%的这些转酰氨基化MXD6/N6预共混物或MXD6与来自表1的几种共聚酯按照表6进行袋式共混。这些粒状共混物然后在60-70℃干燥过夜,然后加入在95rpm和在表7所示温度下的Killian 1.0英寸单螺杆挤出机中,从而由不混溶性共混物形成公称30密耳厚的膜。所有含有纯MXD6的膜具有大于10%的雾度值。那些其中尼龙共混物的折射指数与相应聚酯的折射指数在0.006至-0.0006范围内匹配的膜是透明的(雾度≤10%)。
表5MXD6-尼龙6的均相共混物
尼龙 | 组成 | 折射指数 | Tg(℃) |
W- | 转酰氨基化的MXD6/23重量%尼龙的预共混物 | 1.5650 | 78 |
X- | 转酰氨基化的MXD6/30重量%尼龙的预共混物 | 1.5617 | 75 |
Y- | 转酰氨基化的MXD6/41重量%尼龙的预共混物 | 1.5528 | 70 |
Z- | 转酰氨基化的MXD6/50重量%尼龙的预共混物 | 1.5472 | 66 |
MXD6 | MXD6 | 1.5824 | 88 |
为了制备除氧组合物,将含有新癸酸钴的浓缩物加入两种这些膜中。该浓缩物如下制备。将C型聚酯和新癸酸钴(以锭剂的形式作为Cobalt Ten-CemTM22.5%供应,来自OMG Corp.)的不同进料加入57mm双螺杆挤出机中,并在约235℃的料筒设定点进行熔体共混。熔融的聚合物以与约0.08英寸直径的线料的形式从挤出机排出,并用水骤冷,切成约0.125英寸长度的粒料。聚酯∶聚酰胺∶浓缩物的比例(重量比)是93∶5∶1.5,并且钴金属在该浓缩物中的浓度使得该比例获得在最终共混膜中约140-150ppm的钴。含有钴的样品显示优异的除氧能力。这些样品在挤出后在Ox-Tran渗透装置上放置一星期,在6个月时间内在这些条件下具有的平均表观渗透性为0.15cc(STP)×密耳×100in2/天/atm。
表6-30密耳单层膜的结果
实施例 | 聚酯 | 尼龙 | 熔体温度 | 雾度% | 总透射率(%) | RI(尼龙)-RI(聚酯) | 氧气渗透性* |
C-41 | B | 3%MXD6 | 250℃ | 22.72 | 88.1 | 0.0180 | |
42 | B | 3%W | 250℃ | 1.13 | 90.5 | 0.0006 | |
43 | C | 250℃ | 0.47 | 90.8 | n/a | 25.06 | |
C-44 | C | 3%MXD6 | 250℃ | 35.90 | 87.8 | 0.0231 | |
C-45 | C | 5%MXD6 | 280℃ | 53.57 | 87.7 | 0.0231 | 13.62 |
C-46 | C | 5%MXD6+Co | 280℃ | 34.12 | 86.2 | 0.0231 | 0.20 |
47 | C | 3%X | 250℃ | 1.00 | 90.7 | 0.0024 | |
48 | C | 5%X | 280℃ | 0.98 | 90.6 | 0.0024 | 20.70 |
49 | C | 5%X+Co | 280℃ | 1.10 | 90.4 | 0.0024 | 0.09 |
C-50 | E | 3%MXD6 | 290℃ | 27.12 | 85.6 | 0.0277 | |
C-51 | E | 3%Y | 290℃ | 2.99 | 90.8 | -0.0019 | |
C-52 | F | 3%MXD6 | 250℃ | 64.06 | 87.9 | 0.0305 | |
C-53 | F | 3%Z | 250℃ | 2.28 | 92.3 | -0.0047 |
*在放置在仪器上15天后于23℃和约60-80%相对湿度下使用空气作为上游检测气体测得的表观渗透性(每种组合物平均两个膜,和每种膜测量3个渗透性)
实施例56和对比例54-55-多层膜的再研磨料:多层膜通过在MXD6或转酰氨基化MXD6/30重量%N6共混物“X”的4密耳厚度的层周围共挤出两层15密耳厚的聚酯C层来制备。这称为“ABA”结构,其中“A”层是外层,“B”层是内层。Killian 1”挤出机用于在265℃的温度下从聚酯C挤出外层。0.75”Killian挤出机用于在285℃的温度下从MXD6和在275℃的温度下从转酰氨基化MXD6/30重量%N6共混物“X”挤出内层。为了模拟这些多层膜作为再研磨料在单层结构中的再利用,将这些多层膜然后研磨并与另外的聚酯C粒料按照50/50的比例干混。干混物然后在70℃干燥,并在1”Killian挤出机上于240℃的温度挤出成20密耳的膜。雾度值列在表7中。共挤出的膜都具有小于2%的雾度值。但是,当这些膜再研磨并与纯聚酯“C”共混时,含有C/MXD6再研磨共混物的膜的雾度值增加到高于10%。含有“C/X”研磨料的膜保持透明。
表7
30密耳ABA型共挤出膜(4密耳的B层) | 由50%“C”粒料与50%研磨的共挤出膜制备的20密耳单层膜 | |||||
实施例 | 材料 | 雾度(%) | 总透射率(%) | 雾度(%) | 总透射率(%) | RI(尼龙)-RI(聚酯) |
C-54C-5556 | CC/MXD6/CC/X/C | 0.121.490.62 | 91.591.191.2 | 0.0916.440.37 | 91.587.391.5 | n/a0.02310.0022 |
实施例和对比例57和58。多层膜的粘合:ABA膜通过在MXD6或转酰氨基化MXD6/30重量%N6共混物“X”的4密耳厚度的层周围共挤出两层15密耳厚的聚酯C层来制备。在该实施例中在转酰氨基化共混物中所用的尼龙6是Zytel 7301。Killian 1”挤出机用于在265℃的温度下挤出聚酯C外层。0.75”Killian挤出机用于在表8所示的温度下挤出内层。转酰氨基化MXD6/30重量%N6共混物“X”显示出比MXD6更好的对聚酯C的粘合性。此外,当内层熔融温度从280℃升高到285℃时,转酰氨基化MXD6/30重量%N6共混物对聚酯C的粘合性得到改进。MXD6的粘合性没有显示出任何温度依赖性。
表8
实施例 | 材料 | “B”层的熔融温度 | 平均剥离强度g/mm |
C-57 | C/MXD6/C | 270℃280℃285℃ | 1.741.71.88 |
58 | C/X/C | 270℃280℃285℃ | 4.334.427.14 |
Claims (64)
1.一种聚合物组合物,其包含以下组分的不混溶性共混物:
(i)包含至少一种热塑性聚合物的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)包含至少两种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物的第二组分;
其中所述第二组分(ii)和所述第一组分(i)的折射指数之差即RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小。
2.根据权利要求1的组合物,其中所述均相转酰氨基化共混物通过使所述至少两种聚酰胺在约290-约340℃的温度下接触而形成。
3.根据权利要求2的组合物,其包含约5-约99重量%的所述第一组分(i)和约95-约1重量%的所述第二组分(ii),基于所述组合物的总重量计。
4.根据权利要求3的组合物,其包含约50-约99重量%的所述第一组分(i)和约50-约1重量%的所述第二组分(ii),基于所述组合物的总重量计。
5.根据权利要求4的组合物,其包含约70-约99重量%的所述第一组分(i)和约30-约1重量%的所述第二组分(ii),基于所述组合物的总重量计。
6.根据权利要求1的组合物,其中所述第二组分(ii)和第一组分(i)的折射指数之差即RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.005至约-0.0006。
7.根据权利要求1的组合物,其中所述至少一种热塑性聚合物包含聚酯,该聚酯含有:(a)二酸残基,其含有基于二酸残基总量计至少80摩尔%的至少一种选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸和1,4-环己烷二甲酸中的二羧酸的残基,和0至约20摩尔%的至少一种具有2-20个碳原子的改性二羧酸的残基;和(b)二醇残基,其含有基于二醇残基总摩尔数计至少80摩尔%的至少一种选自乙二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、二甘醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇中的二醇的残基,和0至约20摩尔%的至少一种具有3-16个碳原子的改性二醇的残基。
8.根据权利要求7的组合物,其中所述改性二羧酸选自4,4’-联苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸、4,4’-氧基苯甲酸、反-4,4’-茋二羧酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸;所述改性二醇选自选自1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、对二甲苯二醇、新戊二醇、聚乙二醇、二甘醇、聚四亚甲基二醇和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇。
9.根据权利要求7的组合物,其中所述二酸残基含有一种或多种选自对苯二甲酸、间苯二甲酸或其组合的二羧酸的残基,所述二醇残基含有一种或多种选自1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、乙二醇和其组合的二醇的残基。
10.根据权利要求7的组合物,其进一步包含基于二酸残基总量计约0.1-2摩尔%的至少一种选自偏苯三酸、偏苯三酸酐和苯均四酸二酐中的支化剂的残基。
11.根据权利要求7的组合物,其中所述二酸残基含有约60-100摩尔%的对苯二甲酸残基和0至约40摩尔%的间苯二甲酸残基,所述二醇残基含有约100摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基。
12.根据权利要求7的组合物,其中所述二酸残基含有100摩尔%的对苯二甲酸残基。
13.根据权利要求7的组合物,其中所述二酸残基含有80-100摩尔%的对苯二甲酸残基,所述二醇残基含有约50-约90摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基和约10-约50摩尔%的新戊二醇残基。
14.根据权利要求7的组合物,其中所述二酸残基含有100摩尔%的对苯二甲酸残基,所述二醇残基含有约10-约40摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基和约60-约90摩尔%的乙二醇残基。
15.根据权利要求12的组合物,其中所述二醇残基含有约10-约99摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基、0至约90摩尔%的乙二醇残基和约1-约25摩尔%的二甘醇残基。
16.根据权利要求12的组合物,其中所述二醇残基含有约50-约90摩尔%的1,4-环己烷二甲醇和约10-约50摩尔%的乙二醇。
17.权利要求16的成型制品,其中所述聚酯进一步包含基于二酸残基总量计约0.1-2摩尔%的至少一种选自偏苯三酸、偏苯三酸酐和苯均四酸二酐中的支化剂的残基。
18.一种聚合物组合物,其包含以下组分的不混溶性共混物:
(i)包含至少一种热塑性聚合物的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)包含共聚酰胺的第二组分;
其中所述第二组分(ii)和所述第一组分(i)的折射指数之差RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小。
19.根据权利要求18的组合物,其中所述共聚酰胺包含间苯二甲胺、对苯二甲胺或其组合的残基;和至少一种选自以下的单体的残基:对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、己内酰胺、丁内酰胺、11-氨基十一烷二酸和1,6-六亚甲基二胺。
20.根据权利要求19的组合物,其中所述共聚酰胺包含基于100摩尔%二胺残基总含量计的约15-约100摩尔%的间苯二甲胺的残基;和基于100摩尔%二酸残基总含量计的约15-约85摩尔%的己二酸残基和约85-约15摩尔%的选自以下的一种或多种脂族或环脂族二羧酸的残基:庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸和1,4-环己烷二甲酸。
21.根据权利要求20的组合物,其中所述第一组分(i)包含聚酯,该聚酯含有:(a)二酸残基,其含有基于二酸残基总量计至少80摩尔%的选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸和1,4-环己烷二甲酸中的至少一种二羧酸的残基,和0至约20摩尔%的至少一种具有2-20个碳原子的改性二羧酸的残基;和(b)二醇残基,其含有基于二醇残基总摩尔数计至少80摩尔%的选自乙二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、二甘醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇中的至少一种二醇的残基,和0至约20摩尔%的至少一种具有3-16个碳原子的改性二醇的残基。
22.根据权利要求1的组合物,其中所述第二组分(ii)包含组分(ii)的均相共混物,其含有含芳族残基的第一种聚酰胺和含脂族残基的第二种聚酰胺。
23.根据权利要求22的组合物,其中所述均相共混物包含第一种聚酰胺,其包含间苯二甲胺和己二酸的残基;和所述第二种聚酰胺含有至少一种选自以下的脂族或环脂族单体的残基:己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、己内酰胺、丁内酰胺、11-氨基癸烷二酸、间苯二甲酸和六亚甲基二胺。
24.根据权利要求22的组合物,其中所述第二种聚酰胺含有至少一种选自以下的聚酰胺:尼龙4,尼龙6,尼龙9,尼龙11,尼龙12,尼龙6,6,尼龙5,10,尼龙6,12,尼龙6,11,尼龙10,12;以及它们的组合。
25.根据权利要求24的组合物,其中第二种聚酰胺含有尼龙6、尼龙6,6或其共混物。
26.根据权利要求25的组合物,其中所述至少一种热塑性聚合物包含聚酯,该聚酯含有:(a)二酸残基,其含有基于二酸残基总量计至少80摩尔%的选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸和1,4-环己烷二甲酸中的至少一种二羧酸的残基,和0至约20摩尔%的至少一种具有2-20个碳原子的改性二羧酸的残基;和(b)二醇残基,其含有基于二醇残基总摩尔数计至少80摩尔%的选自乙二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、二甘醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇中的至少一种二醇的残基,和0至约20摩尔%的至少一种具有3-16个碳原子的改性二醇的残基。
27.根据权利要求26的组合物,其中所述二酸残基含有选自对苯二甲酸、间苯二甲酸或其组合的一种或多种二羧酸的残基,所述二醇残基含有选自1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、乙二醇和其组合的一种或多种二醇的残基。
28.根据权利要求26的组合物,其中所述二酸残基含有约60-100摩尔%的对苯二甲酸残基和0至约40摩尔%的间苯二甲酸残基,所述二醇残基含有约100摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基。
29.根据权利要求26的组合物,其中所述二酸残基含有100摩尔%的对苯二甲酸。
30.根据权利要求26的组合物,其中所述二酸残基含有80-100摩尔%的对苯二甲酸,所述二醇残基含有约50-约90摩尔%的1,4-环己烷二甲醇和约10-约50摩尔%的新戊二醇。
31.根据权利要求26的组合物,其中所述二酸残基含有100摩尔%的对苯二甲酸,所述二醇残基含有约10-约40摩尔%的1,4-环己烷二甲醇和约60-约90摩尔%的乙二醇。
32.根据权利要求26的组合物,其中所述二醇残基含有约10-约99摩尔%的1,4-环己烷二甲醇、0至约90摩尔%的乙二醇和约1-约25摩尔%的二甘醇。
33.根据权利要求26的组合物,其中所述二醇残基含有约50-约90摩尔%的1,4-环己烷二甲醇和约10-约50摩尔%的乙二醇。
34.根据权利要求33的组合物,其中所述聚酯进一步包含基于二酸残基总量计约0.1-2摩尔%的至少一种选自偏苯三酸、偏苯三酸酐和苯均四酸二酐中的支化剂的残基。
35.根据权利要求26的组合物,其中所述至少一种热塑性聚合物进一步含有所述聚酯和含双酚A残基的聚碳酸酯的均相共混物。
36.根据权利要求35的组合物,其中所述聚酯和所述聚碳酸酯是支化的。
37.根据权利要求35的组合物,其中所述聚酯进一步包含基于二酸残基总量计约0.1-2摩尔%的至少一种选自偏苯三酸、偏苯三酸酐和苯均四酸二酐中的支化剂的残基。
38.根据权利要求35的组合物,其中所述二酸残基含有选自对苯二甲酸、间苯二甲酸或其组合的一种或多种二羧酸的残基,所述二醇残基含有选自1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、乙二醇和其组合的一种或多种二醇的残基。
39.根据权利要求35的组合物,其中所述二酸残基含有约60-100摩尔%的对苯二甲酸残基和0至约40摩尔%的间苯二甲酸残基,所述二醇残基含有约100摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基。
40.根据权利要求35的组合物,其中所述二酸残基含有100摩尔%的对苯二甲酸。
41.根据权利要求35的组合物,其中所述二酸残基含有80-100摩尔%的对苯二甲酸,所述二醇残基含有约50-约90摩尔%的1,4-环己烷二甲醇和约10-约50摩尔%的新戊二醇。
42.根据权利要求35的组合物,其中所述二酸残基含有100摩尔%的对苯二甲酸,所述二醇残基含有约10-约40摩尔%的1,4-环己烷二甲醇和约60-约90摩尔%的乙二醇。
43.根据权利要求35的组合物,其中所述二醇残基含有约10-约99摩尔%的1,4-环己烷二甲醇、0至约90摩尔%的乙二醇和约1-约25摩尔%的二甘醇。
44.根据权利要求35的组合物,其中所述二醇残基含有约50-约90摩尔%的1,4-环己烷二甲醇和约10-约50摩尔%的乙二醇。
45.一种成型制品,其包含权利要求2、7、24或44中任一项的组合物。
46.根据权利要求45的成型制品,其通过挤出、压延、热成型、吹塑、挤出吹塑、注塑、压缩模塑、铸塑、牵伸、伸幅或发泡而形成。
47.根据权利要求46的成型制品,其是片材、膜、管、预制体或瓶。
48.根据权利要求47的成型制品,其是瓶。
49.根据权利要求47的成型制品,其具有至少两层。
50.一种聚合物组合物,其通过包括将以下组分进行熔融共混的方法而制备:
(i)包含至少一种热塑性聚合物的第一组分,所述热塑性聚合物选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物;和
(ii)包含至少两种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物的第二组分;
其中所述第二组分(ii)和所述第一组分(i)的折射指数之差RI(第二组分)-RI(第一组分)是约0.006至约-0.0006,并且所述共混物具有的透射百分比是至少75%,雾度是10%或更小。
51.根据权利要求50的组合物,其中所述熔融共混是约290-约340℃。
52.根据权利要求50的组合物,其中所述至少一种热塑性聚合物包含聚酯,该聚酯含有: (a)二酸残基,其含有基于二酸残基总量计至少80摩尔%的选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸和1,4-环己烷二甲酸中的至少一种二羧酸的残基,和0至约20摩尔%的至少一种具有2-20个碳原子的改性二羧酸的残基;和(b)二醇残基,其含有基于二醇残基总摩尔数计至少80摩尔%的选自乙二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、二甘醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇中的至少一种二醇的残基,和0至约20摩尔%的至少一种具有3-16个碳原子的改性二醇的残基。
53.根据权利要求52的组合物,其进一步包含基于二酸残基总量计约0.1-2摩尔%的至少一种选自偏苯三酸、偏苯三酸酐和苯均四酸二酐中的支化剂的残基。
54.根据权利要求52的组合物,其中所述二酸残基含有100摩尔%的对苯二甲酸残基。
55.根据权利要求52的组合物,其中所述二酸残基含有80-100摩尔%的对苯二甲酸残基,所述二醇残基含有约50-约90摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基和约10-约50摩尔%的新戊二醇残基。
56.根据权利要求52的组合物,其中所述二酸残基含有100摩尔%的对苯二甲酸残基,所述二醇残基含有约10-约40摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基和约60-约90摩尔%的乙二醇残基。
57.根据权利要求54的组合物,其中所述二醇残基含有约10-约99摩尔%的1,4-环己烷二甲醇残基、0至约90摩尔%的乙二醇残基和约1-约25摩尔%的二甘醇残基。
58.根据权利要求54的组合物,其中所述二醇残基含有约50-约90摩尔%的1,4-环己烷二甲醇和约10-约50摩尔%的乙二醇。
59.权利要求58的组合物,其中所述聚酯进一步包含基于二酸残基总量计约0.1-2摩尔%的至少一种选自偏苯三酸、偏苯三酸酐和苯均四酸二酐中的支化剂的残基。
60.权利要求50的组合物,其中所述组分(ii)的均相共混物含有含芳族残基的第一种聚酰胺和含脂族残基的第二种聚酰胺。
61.根据权利要求60的组合物,其中所述第二种聚酰胺含有选自以下的至少一种聚酰胺:尼龙4,尼龙6,尼龙9,尼龙11,尼龙12,尼龙6,6,尼龙5,10,尼龙6,12,尼龙6,11,尼龙10,12;以及它们的组合。
62.根据权利要求61的组合物,其中所述至少一种热塑性聚合物包含所述聚酯和含双酚A残基的聚碳酸酯的均相共混物。
63.一种制备透明聚合物共混物的方法,包括:
(A)选择第一组分,其包含选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物的至少一种热塑性聚合物;
(B)确定第一组分的折射指数;
(C)提供包含以下组分的第二组分:
(i)具有脂族和芳族残基摩尔比的共聚酰胺,其中选择脂族和芳族残基的摩尔比以得到满足下式的第二组分折射指数:
0.006≥RI(第二组分)-RI(第一组分)≥-0.0006,或
(ii)所述第一和第二种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物,其中至少一种聚酰胺具有芳族残基,其中选择第一和第二种聚酰胺的重量百分比以得到满足下式的第二组分折射指数:
0.006≥RI(第二组分)-RI(第一组分)≥-0.0006,;
其中RI是所述第一和第二组分的折射指数;和
(D)将第一和第二组分进行熔体共混,得到透射百分比为75%和雾度为10%或更小的共混物。
64.一种制备透明聚合物共混物的方法,包括:
(A)选择包含以下组分的第二组分:
(i)具有脂族和芳族残基摩尔比的共聚酰胺,
(ii)包含第一和第二种聚酰胺的均相转酰氨基化共混物,其中至少一种聚酰胺具有芳族残基;
(B)确定第二组分的折射指数;
(C)提供包含选自聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物中的至少一种热塑性聚合物的第一组分,其中选择所述聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和它们的均相共混物以得到满足下式的第一组分折射指数:
0.006≥RI(第二组分)-RI(第一组分)≥-0.0006,
其中RI是折射指数;和
(D)将第一和第二组分进行熔体共混,得到透射百分比为75%和雾度为10%或更小的共混物。
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