CN101842428A - 添加剂组合物及含有该添加剂组合物的热塑性组合物 - Google Patents

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CN101842428A CN200880113736.2A CN200880113736A CN101842428A CN 101842428 A CN101842428 A CN 101842428A CN 200880113736 A CN200880113736 A CN 200880113736A CN 101842428 A CN101842428 A CN 101842428A
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王岱珂
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Abstract

本发明公开了一种热塑性材料添加剂组合物，其包括缩醛化合物和至少一种共添加剂。所述缩醛化合物醛醇或C1-取代醛醇与苯甲醛之间的反应产物。所述共添加剂可以是脂肪酸酰胺化合物、脂肪酸酯化合物和/或氟化聚合物。本发明还公开了一种热塑性组合物，其包括热塑性材料(例如，一种或多种聚烯烃)和如上所述的添加剂组合物。

Description

添加剂组合物及含有该添加剂组合物的热塑性组合物
发明领域
本发明涉及适用于热塑性组合物(如聚烯烃组合物)中的添加剂组合物以及含有该添加剂组合物的热塑性组合物。
发明内容
本发明大体上提供了含有缩醛化合物及一种或多种共添加剂的添加剂组合物。缩醛化合物可以是醛醇(例如，未取代的醛醇或C1-取代的醛醇)和苯甲醛(例如，未取代的苯甲醛或取代苯甲醛)之间的反应产物。合适的共添加剂(共添加剂)包括但不限于脂肪酸化合物、脂肪酸酯化合物和氟化聚合物。
本发明的添加剂组合物适用于多种用途，但据信其特别适用于热塑性组合物中。特别是，本发明的添加剂组合物可用于改进热塑性组合物(例如含聚丙烯和含聚乙烯的热塑性组合物)的光学特性(例如，浊度和/或澄清度)。例如，相信本发明的添加剂组合物能用于制备与仅含相同量的缩醛化合物的热塑性组合物(即，含有相同量的缩醛化合物但不含共添加剂的热塑性组合物)相比显示改进的光学特性的热塑性组合物。事实上，还相信本发明的添加剂组合物能制备显示能与仅含更高浓度的缩醛化合物的热塑性组合物(即，含有更多缩醛化合物但不含共添加剂的热塑性组合物)所显示的光学特性相比的光学特性的热塑性组合物。在这种情况中，相信本发明的添加剂组合物可用于减少制备具有期望光学特性组合的热塑性组合物所需的缩醛化合物的量。
在第一实施方式中，本发明提供了包括缩醛化合物、脂肪酸酰胺化合物和至少一种热塑性聚合物的热塑性组合物。在该实施方式的一个具体方面，本发明提供了一种热塑性组合物，其包括：
(a)基于所述热塑性组合物总重，约1,000到约5,000份/百万份(ppm)的符合式(I)结构的缩醛化合物：
Figure GPA00001118636600021
其中R1选自氢、烷基基团、烯基基团、羟烷基基团、烷氧基基团和卤代烷基团；其中R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11各自独立地选自氢、烷基基团、烷氧基基团、烯基基团、芳基基团和卤素；且其中R12是选自-CH2OH和-CHOHCH2OH的羟烷基基团；
(b)基于所述热塑性组合物总重，约100到约5,000ppm的至少一种符合式(III)至(VII)之一的结构的脂肪酸酰胺化合物：
Figure GPA00001118636600031
其中R13、R14、R15、R16和R18独立地选自C7-C27烷基基团和C7-C27烯基基团，R17选自C8-C28烷基基团和C8-C28烯基基团，且R19选自-CH2CH2OH和-CH2CH(CH3)OH；和
(c)至少一种选自聚丙烯和聚乙烯的热塑性聚合物，
其中(i)当所述热塑性聚合物是聚乙烯时，缩醛化合物和脂肪酸酰胺的ppm浓度之和为约3,000到约8,000，且(ii)当所述热塑性聚合物是聚丙烯时，R1选自烷基基团、烯基基团、烷氧基基团和卤代烷基团，且缩醛化合物和脂肪酸酰胺的ppm浓度之和为约2,000到约5,000。
在第二实施方式中，本发明提供了包括缩醛化合物、至少一种氟代聚合物和至少一种热塑性聚合物的热塑性组合物。在该实施方式的一个具体方面，本发明提供了热塑性组合物，其包括：
(a)基于所述热塑性组合物总重，约1,000到约5,000份/百万份(ppm)的符合式(I)结构的缩醛化合物：
Figure GPA00001118636600041
其中R1选自烷基基团、烯基基团、烷氧基基团和卤代烷基团；其中R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11各自独立地选自氢、烷基基团、烷氧基基团、烯基基团、芳基基团和卤素；且其中R12是选自-CH2OH和-CHOHCH2OH的羟烷基；
(b)基于所述热塑性组合物总重，约100到约5,000ppm的至少一种符合下式(VIII)的氟化聚合物：
Figure GPA00001118636600042
其中R20选自-CF2CF2CF2CF3、-CF2CF2CF2CF2CF2CF3和-CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF3，R21和R22独立地选自氢和甲基，x是约15到约10,000的整数，y是0到约10,000的整数，且m和n之和为约30到约10,000；和
(c)至少一种选自聚丙烯、聚乙烯及其混合物的热塑性聚合物。
在第三实施方式中，本发明提供了包括缩醛化合物和脂肪酸酯化合物的添加剂组合物。在某些实施方式中，所述缩醛化合物可以是C1-取代的醛醇和苯甲醛之间的反应产物。在某些实施方式中，所述脂肪酸酯化合物可以是脂肪酸(例如，C10-C22脂肪酸)和选自甘油、二甘油及其组合的化合物之间的反应产物。在该实施方式的一个具体方面，本发明提供了热塑性材料添加剂组合物，其包括：
(a)符合式(II)结构的缩醛化合物：
Figure GPA00001118636600051
其中n是0、1或2；R1选自烷基基团、烯基基团、烷氧基基团和卤代烷基团；且R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11各自独立地选自氢、烷基基团、烯基基团、烷氧基基团、羧基基团、卤素和苯基基团；和
(b)脂肪酸酯化合物。
在某些实施方式中，本发明提供了包括热塑性材料(例如，一种或多种聚烯烃)和如上所述的添加剂组合物的热塑性组合物。在某些实施方式中，所述热塑性材料可以是聚丙烯。
具体实施方式
如上所述，本发明大体上提供了包括缩醛化合物和一种或多种共添加剂的添加剂组合物以及含有该添加剂组合物的热塑性组合物。所述缩醛化合物可以是醛醇(例如，未取代的醛醇或C1-取代的醛醇)和苯甲醛(例如，未取代的苯甲醛或取代苯甲醛)之间的反应产物。所述共添加剂可以是脂肪酸酰胺化合物、脂肪酸酯化合物或氟化聚合物。
本发明的添加剂组合物可使用任何合适方法来制备。例如，所述添加剂组合物可通过将各个组分(例如，缩醛化合物和共添加剂)简单混合来制备。所述添加剂组合物也可通过将各个组分在高剪切或高强度混合条件下混合来制备。本发明的添加剂组合物可以以任何合适的形式提供。例如，所述添加剂组合物可以以粉末(例如，自由流动的粉末)、薄片、丸粒、球粒、片、团块和液体悬浮物等的形式提供。
缩醛化合物
适用于本发明的添加剂组合物和热塑性组合物中的缩醛化合物可以是任何合适的缩醛化合物。例如，所述缩醛化合0可以是醛醇和苯甲醛之间的反应产物。所述醛醇化合物可以是未取代的醛醇(例如，木糖醇或山梨糖醇)或取代醛醇(例如，1，2，3-三去氧壬九醇(nonitol)或1，2，3-三去氧壬-1-烯醇(non-1-enitol))。所述苯甲醛化合物可以是未取代的苯甲醛或取代苯甲醛(例如，3，4-二甲基苯甲醛或4-丙基苯甲醛)。此外，通过所述反应制备的缩醛化合物可以为单-缩醛、二-缩醛或三缩醛化合物(即，分别含有一、二或三个缩醛基团的化合物)。
在某些实施方式中，所述缩醛化合物可以是符合式(I)结构的缩醛化合物：
Figure GPA00001118636600071
在式(I)结构中，R1选自氢、烷基基团、烯基基团、羟烷基基团、烷氧基基团、卤代烷基团及其衍生物。R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11各自独立地选自氢、烷基基团、烷氧基基团、烯基基团、芳基基团、羧基基团和卤素。R12是选自-CH2OH和-CHOHCH2OH的羟烷基。
在本发明的某些实施方式中，R1选自烷基基团和烯基基团，R2、R3、R5、R6、R7、R8、R10和R11各自是氢，R12是-CHOHCH2OH，且R4和R9各自是烷基基团。在更具体的实施方式中，R1是正丙基基团，R2、R3、R5、R6、R7、R8、R10和R11各自是氢，R12是-CHOHCH2OH，且R4和R9各自是正丙基基团。
在本发明的其它实施方式中，R1是氢，R2、R5、R6、R7、R8和R11各自是氢，R3、R4、R9和R10各自是烷基基团，且R12是-CHOHCH2OH。在更具体的实施方式中，R1是氢，R2、R5、R6、R7、R8和R11各自是氢，R3、R4、R9和R10各自是甲基基团，且R12是-CHOHCH2OH。
在本发明的某些实施方式中，所述缩醛化合物可以是C1-取代的醛醇和苯甲醛之间的反应产物。如本文所用的，术语“C1-取代的醛醇″用于指以下化合物：其中醛醇的末端碳(例如，典型地以简单的羟基基团取代的末端碳原子(terminal carbon atom))被额外的基团取代。所述C1-取代的醛醇可被任何合适的基团取代。在某些实施方式中，所述C1-取代的醛醇可被选自烷基基团、烯基基团、烷氧基基团、羟烷基基团、卤代烷基团及其衍生物的基团取代。所述苯甲醛可以是任何合适的苯甲醛，既包括未取代的苯甲醛也包括取代苯甲醛。在某些实施方式中，所述苯甲醛可被一个或多个选自烷基基团、烯基基团、烷氧基基团、羧基基团、卤素和芳基基团(例如，苯基基团)的基团取代。得自C1-取代的醛醇和苯甲醛之间的反应的合适的缩醛化合物包括但不限于美国专利7,157,510和7,262,236中披露的缩醛化合物，上述每篇专利均通过引用以其整体并入本文。
因此，在某些实施方式中，所述缩醛化合物可以是符合下式(II)结构的二-缩醛化合物：
Figure GPA00001118636600081
在式(II)中，n是0、1或2，且R1选自烷基基团、烯基基团、烷氧基基团、羟烷基基团、卤代烷基团及其衍生物。R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11各自独立地选自氢、烷基基团、烯基基团、烷氧基基团、羧基基团、卤素和苯基基团。在某些实施方式中，n是1，R1是烷基基团(例如，正丙基基团)，R4和R9是烷基基团(例如，正丙基基团)，且R2、R4、R5、R6、R7、R9、R10和R11各自是氢。
在提供了热塑性材料添加剂组合物(例如，包括缩醛化合物和共添加剂的热塑性材料添加剂组合物)的本发明的那些实施方式中，所述缩醛化合物可以以任何合适的量存在于所述添加剂组合物中。在某些实施方式中，基于所述添加剂组合物中存在的缩醛化合物和共添加剂的总重，所述缩醛化合物可占所述添加剂组合物的约50％(重量)或更多、约55％(重量)或更多、约60％(重量)或更多、约65％(重量)或更多、约70％(重量)或更多、约75％(重量)或更多、或者约80％(重量)或更多。在某些实施方式中，基于所述添加剂组合物中存在的缩醛化合物和共添加剂的总重，所述缩醛化合物通常占所述添加剂组合物的约95％(重量)或更少、或者约90％(重量)或更少。在某些实施方式中，基于所述添加剂组合物中存在的缩醛化合物和共添加剂的总重，所述缩醛化合物可占所述添加剂组合物的约60到约90％(重量)、约65到约90％(重量)、或者约65到约85％(重量)。
在提供了热塑性组合物的本发明的那些实施方式中，所述缩醛化合物可以以任何合适的量存在于所述热塑性组合物中。在某些实施方式中，基于所述热塑性组合物总重，所述缩醛化合物可以以下述量存在于所述热塑性组合物中：即，约50ppm或更多、约100ppm或更多、约250ppm或更多、约500ppm或更多、约1,000ppm或更多、约1,500ppm或更多、或者约2,000ppm或更多。在某些实施方式中，基于所述热塑性组合物总重，所述缩醛化合物可以以下述量存在于所述热塑性组合物中：即，约30,000ppm或更少、约10,000ppm或更少、约9,000ppm或更少、约8,000ppm或更少、或者约6,000ppm或更少。在某些实施方式中，基于所述热塑性组合物总重，所述缩醛化合物可以以下述量存在于所述热塑性组合物中：即，约1,000到约10,000ppm(例如，约1,000到约5,000ppm或者约1,000到约3,500ppm)、约1,500到约8,000ppm、或者约2,000到约5,000ppm。
共添加剂
如上所述，适用于本发明的组合物中的共添加剂包括脂肪酸酰胺化合物、脂肪酸酯化合物和氟化聚合物。
所述共添加剂可以以任何合适的量存在于本发明的组合物中。在提供了热塑性材料添加剂组合物(例如，包括缩醛化合物和共添加剂的热塑性材料添加剂组合物)的本发明的那些实施方式中，所述共添加剂可以以任何合适的量存在于所述添加剂组合物中。在某些实施方式中，基于所述添加剂组合物中存在的缩醛化合物和共添加剂的总重，所述共添加剂可占所述添加剂组合物的约5％(重量)或更多、或者约10％(重量)或更多。在某些实施方式中，基于所述添加剂组合物中存在的缩醛化合物和共添加剂的总重，所述共添加剂可占所述添加剂组合物的约50％(重量)或更少、约40％(重量)或更少、约30％(重量)或更少、约25％(重量)或更少、或者约20％(重量)或更少。在某些实施方式中，基于所述添加剂组合物中存在的缩醛化合物和共添加剂的总重，所述共添加剂可占所述添加剂组合物的约10到约40％(重量)、约10到约35％(重量)、或者约15到约35％(重量)。
在提供了热塑性组合物的本发明的那些实施方式中，基于所述添加剂组合物总重，所述共添加剂可以以任何合适的量存在于所述热塑性组合物中。例如，基于所述添加剂组合物总重，所述共添加剂可以以下述量存在于所述热塑性组合物中：即，约100ppm或更多、约200ppm或更多，或者约400ppm或更多。基于所述添加剂组合物总重，所述共添加剂也可以以下述能量存在于所述热塑性组合物中：即，约10,000ppm或更少、约5,000ppm或更少、约4,000ppm或更少、或者约3,000ppm或更少。在该实施方式的某些更具体的方面，基于所述添加剂组合物总重，所述共添加剂可以以下述量存在于所述热塑性组合物中：即，约100到约5,000ppm(例如，约100到约1，500ppm)、约200到约4,000ppm(例如，约200到约1,000ppm或者约250到约750ppm)、或者约400到约3,000ppm(例如，约400到约600ppm)。
如本领域一般技术人员将会理解的，本发明的热塑性材料添加剂组合物和本发明的热塑性组合物中存在的缩醛化合物和共添加剂的量取决于若干因素。例如，这些组分的量可根据目标热塑性聚合物(即，所述添加剂组合物将要被加入到其中的热塑性聚合物)的组成、所述添加剂组合物中存在的特定缩醛化合物和共添加剂的组成、将要被加入到目标热塑性聚合物中的添加剂组合物的水平、以及目标热塑性聚合物的期望光学特性而变化。
脂肪酸酰胺化合物
在本发明提供的某些组合物实施方式中，所述共添加剂可以是脂肪酸酰胺化合物。本发明的组合物中存在的脂肪酸酰胺化合物可以是得自脂肪酸与氨或含胺化合物(例如，含有伯胺基团或仲胺基团的化合物)之间的反应的任何合适的酰胺化合物。所述脂肪酸可以是任何合适的脂肪酸，例如饱和或不饱和的C8-C28脂肪酸或者饱和或不饱和的C12-C28脂肪酸。在某些实施方式中，所述脂肪酸可以是选自以下的脂肪酸：芥酸(即，顺式-13-二十二烯酸)、油酸(即，顺式-9-十八烯酸)、硬脂酸(十八烷酸)、山嵛酸(即，二十二烷酸)、花生酸(即，花生烷酸或二十烷酸)、棕榈酸(即，十六烷酸)及其混合物或组合。所述含胺化合物可以是任何合适的含胺化合物，例如脂肪胺(例如，硬脂胺或油胺)、乙二胺、2，2′-亚氨基二乙醇和1，1′-亚氨基二丙-2-醇。
在本发明的某些组合物实施方式中，所述脂肪酸酰胺化合物可以是符合式(III)到(VII)之一的结构的脂肪酸酰胺化合物：
Figure GPA00001118636600111
Figure GPA00001118636600121
在式(III)到(VII)的结构中的每一个中，R13、R14、R15、R16和R18独立地选自C7-C27烷基基团和C7-C27烯基基团，R17选自C8-C28烷基基团和C8-C28烯基基团，且R19选自-CH2CH2OH和-CH2CH(CH3)OH。在某些实施方式中，R13、R14、R15、R16和R18独立地选自C11-C27烷基基团和C11-C27烯基基团，且R17选自C12-C28烷基基团和C12-C28烯基基团。
在某些实施方式中，所述脂肪酸酰胺化合物可以是符合式(III)结构的化合物，其中R13选自-CH2(CH2)10CH＝CH(CH2)7CH3、-CH2(CH2)6CH＝CH(CH2)7CH3、-CH2(CH2)15CH3，-CH2(CH2)19CH3和-CH2(CH2)17CH3。所述组合物也可包括两种或更多种这样的脂肪酸酰胺化合物的混合物。在某些实施方式中，所述脂肪酸酰胺化合物可以是符合式(IV)结构的化合物，其中R14是-CH2(CH2)10CH＝CH(CH2)7CH3，且R15是-CH2(CH2)15CH3；或者其中R14是-CH2(CH2)6CH＝CH(CH2)7CH3，且R15是-CH2(CH2)13CH3。在某些实施方式中，所述脂肪酸酰胺化合物可以是符合式(V)结构的化合物，其中R16是-CH2(CH2)15CH3或-CH2(CH2)6CH＝CH(CH2)7CH3。
在提供了热塑性组合物的本发明的那些实施方式中，所述脂肪酸酰胺化合物可以以任何合适的量存在于所述热塑性组合物中。例如，基于所述热塑性组合物总重，所述脂肪酸酰胺化合物可以以下述量存在于所述热塑性组合物中：即，约100ppm或更多、约200ppm或更多、约300ppm或更多、或者约400ppm或更多。基于所述热塑性组合物总重，所述脂肪酸酰胺化合物也可以以下述量存在于所述热塑性组合物中：即，约10,000ppm或更少、约5,000ppm或更少、约4,000ppm或更少、或者约3,000ppm或更少、约2,000ppm或更少、或者约1,000ppm或更少。在这些实施方式的某些更具体的方面，基于所述热塑性组合物总重，所述脂肪酸酰胺化合物可以以下述量存在于所述热塑性组合物中：即，约100到约5,000ppm(例如，约100到约1,500ppm)、约200到约4,000(例如，约200到约1,000ppm或约250到约750ppm)、或者约400到约3,000ppm(例如，约400到约600ppm)。
在包含脂肪酸酰胺化合物作为共添加剂的热塑性组合物的一个方面，所述热塑性聚合物可以是聚乙烯(诸如下述者)，且缩醛化合物和脂肪酸酰胺的ppm浓度之和可以是约3,000到约8,000。在包含脂肪酸酰胺化合物作为共添加剂的热塑性组合物的另一方面，所述热塑性聚合物可以是聚丙烯(诸如下述者)，R1可选自烷基基团、烯基基团、烷氧基基团和卤代烷基团，且缩醛化合物和脂肪酸酰胺的ppm浓度之和可以是约2,000到约5,000。
氟代聚合物
在本发明提供的组合物的某些实施方式中，所述共添加剂可以是氟化聚合物。适用于本发明的组合物的氟化聚合物包括适于加入到热塑性组合物中的任何氟化聚合物，诸如氟化的丙烯酸系聚合物和共聚物。这种氟化聚合物包括得自氟化的丙烯酸系单体(例如，氟化的丙烯酸或氟化的甲基丙烯酸)的自由基聚合的聚合物以及得自丙烯酸系单体(例如，丙烯酸或甲基丙烯酸)和氟化的丙烯酸系单体(例如，氟化的丙烯酸或氟化的甲基丙烯酸)的自由基聚合的共聚物。
在根据本发明的组合物的某些实施方式中，所述氟化聚合物可以是符合下式(VIII)结构的氟化聚合物：
Figure GPA00001118636600141
在式(VIII)的结构中，R20选自-CF2CF2CF2CF3、-CF2CF2CF2CF2CF2CF3和-CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF3。R21和R22独立地选自氢和甲基，x是约15到约10,000的整数(例如，约20到约10,000或约50到约10,000)，y是0到约10,000的整数，且m和n之和是约30到约10,000(例如，约50到约10,000)。在某些实施方式中，R21和R22可各自是甲基。
如本领域一般技术人员将会理解的，式(VIII)的结构意为表示通过单体的自由基聚合所制备的聚合物和/或共聚物的速记方法。对于含有得自氟化单体和非氟化单体二者的重复单元的那些聚合物(例如，得自氟化的甲基丙烯酸和甲基丙烯酸的共聚物)，式(VIII)的结构并非意为需要所得聚合物含有得自两种不同单体的重复单元的两种独立的嵌段。更恰当地说，如本领域一般技术人员将会理解的，这种单体混合物的自由基聚合将产生含有沿聚合物链无规排列的重复单元。式(VIII)的结构意图包含这样的共聚物。因此，式(VIII)的结构仅意图作为这种聚合物的速写表达和提供指明聚合物链中存在的重复单元数目的简单方式。
在提供热塑性组合物的本发明的那些实施方式中，所述氟化聚合物可以以任何合适的量存在于所述热塑性组合物中。例如，基于所述热塑性组合物总重，所述氟化聚合物可以以下述量存在于所述热塑性组合物中：即，约100ppm或更多、约200ppm或更多、约300ppm或更多、或者约400ppm或更多。基于所述热塑性组合物总重，所述氟化聚合物也可以以下述量存在于所述热塑性组合物中：即，约10,000ppm或更少、约5,000ppm或更少、约4,000ppm或更少、或者约3,000ppm或更少、约2,000ppm或更少、或者约1,000ppm或更少。在这些实施方式的某些更具体的方面，基于所述热塑性组合物总重，所述氟化聚合物可以以下述量存在于所述热塑性组合物中：即，约100到约5,000ppm(例如，约100到约1,500ppm)、约200到约4,000(例如，约200到约1,000ppm或约250到约750ppm)、或者约400到约3,000ppm(例如，约400到约600ppm)。
脂肪酸酯化合物
在本发明提供的某些组合物实施方式中，所述共添加剂可以是脂肪酸酯化合物。存在于本发明组合物中的脂肪酸酯化合物可以是得自脂肪酸和含羟基化合物之间的反应的任何合适的酯化合物。在某些实施方式中，脂肪酸酯化合物可以是脂肪酸和选自甘油、二甘油及其组合的化合物之间的反应产物。所述脂肪酸可以是任何合适的脂肪酸。在某些实施方式中，所述脂肪酸是C10-C22脂肪酸(例如，C12-C20脂肪酸、C12-C18脂肪酸或C12-C16脂肪酸)。在某些实施方式中，脂肪酸酯化合物包括选自二甘油单月桂酸酯、二甘油单肉豆蔻酸酯、二甘油单硬脂酸酯及其组合的化合物，上述化合物是通过脂肪酸(分别为月桂酸、肉豆蔻酸或硬脂酸)与二甘油之间的反应而制得的酯化合物。合适的脂肪酸酯化合物及其合成方法如日本专利3463841中所述，该专利通过引用以其整体并入本文。
如本领域技术人员将会理解的，得自脂肪酸与甘油或二甘油之间的反应的脂肪酸酯化合物(如上所述)可包括多种酯部分，其原因是在用于制备脂肪酸酯化合物的甘油或二甘油上存在多于一个羟基基团。尽管不希望受限于任何特定理论，相信对于本文所述的添加剂组合物来说，相对于包含较高量的含有多酯部分的化合物的脂肪酸酯化合物，包含相对高量单酯的脂肪酸酯化合物可提供更大的益处(例如，具有更好光学特定的热塑性组合物)。因此，在某些实施方式中，基于所述添加剂组合物中存在的脂肪酸酯化合物总重，所述脂肪酸酯化合物包含约50％(重量)或更多的单酯(即，含有得自脂肪酸与甘油或二甘油之间的反应的单酯部分的化合物)。在某些实施方式中，基于所述添加剂组合物中存在的脂肪酸酯化合物总重，所述脂肪酸酯化合物可包含约60％(重量)或更多、约70％(重量)或更多、约80％(重量)或更多、约85％(重量)或更多、或者约90％(重量)或更多的单酯。
在提供了热塑性组合物的本发明的那些实施方式中，脂肪酸酯化合物可以以任何合适的量存在于所述添加剂组合物中。在某些实施方式中，基于所述添加剂组合物中存在的缩醛化合物和脂肪酸酯化合物的总重，所述脂肪酸酯化合物占所述添加剂组合物的约5％(重量)或更多或者约10％(重量)或更多。在某些实施方式中，基于所述添加剂组合物中存在的缩醛化合物和脂肪酸酯化合物的总重，所述脂肪酸酯化合物占所述添加剂组合物的约50％(重量)或更少、约40％(重量)或更少、约30％(重量)或更少、约25％(重量)或更少、或者约20％(重量)或更少。在某些实施方式中，基于所述添加剂组合物中存在的缩醛化合物和脂肪酸酯化合物的总重，所述脂肪酸酯化合物占所述添加剂组合物的约10到约40％(重量)、约10到约35％(重量)、或者约15到约35％(重量)。
在提供了热塑性组合物的本发明的那些实施方式中，脂肪酸酯化合物可以以任何合适的量存在。在某些实施方式中，基于所述热塑性组合物的总重，所述脂肪酸酯化合物可以以下述量存在于所述热塑性组合物中：即，约100ppm或更多、约200ppm或更多、或者约400ppm或更多。在某些实施方式中，基于所述热塑性组合物的总重，所述脂肪酸酯化合物可以以下述量存在于所述热塑性组合物中：即，约10,000ppm或更少、约5,000ppm或更少、约4,000ppm或更少、或者约3,000ppm或更少。在某些实施方式中，基于所述热塑性组合物的总重，所述脂肪酸酯化合物可以以下述量存在于所述热塑性组合物中：即，约100到约5,000ppm、约200到约4,000、或者约400到约3,000ppm。
热塑性聚合物
如本发明说明书中通篇所提及的，除热塑性材料添加剂组合物之外，本发明还提供了热塑性组合物。在最宽方面上，本发明的热塑性组合物是热塑性聚合物、缩醛化合物和如上所述的共添加剂的组合。
本发明的热塑性组合物中存在的热塑性聚合物可以是任何合适的热塑性聚合物。合适的热塑性聚合物包括但不限于聚烯烃、聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酰胺、聚苯乙烯或聚酮(例如，在其主链中具有羰基基团的聚酮)。在某些实施方式中，所述热塑性聚合物可以是选自含有2-6个碳原子的脂族单烯烃的聚合物和共聚物的聚烯烃。这些聚合物和共聚物可具有约10,000到约2,000,000或者约30,000到约300,000的平均分子量。在某些实施方式中，所述热塑性聚合物是选自聚乙烯(例如，线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和高密度聚乙烯)、聚丙烯、结晶乙烯/丙烯共聚物(无规或嵌段)、聚(1-丁烯)和聚甲基戊烯的聚烯烃。在某些实施方式中，所述热塑性聚合物是选自聚丙烯、聚乙烯及其混合物的聚烯烃。
本发明的热塑性组合物可以通过任何合适的方法来制备。例如，所述热塑性组合物可通过将添加剂组合物(如上所述)与热塑性聚合物简单混合或通过将所述热塑性组合物的各个组分(例如，缩醛化合物、共添加剂和热塑性聚合物)简单混合来制备。所述热塑性组合物也可通过将各个组分在高剪切或高强度混合条件下混合来制备。本发明的热塑性组合物可以以任何适用于进一步处理以便从所述热塑性组合物制造制品的形式提供。例如，所述热塑性组合物可以以粉末(例如，自由流动的粉末)、薄片、丸粒、球粒、片和团块等形式提供。
本发明的热塑性组合物被认为可用于制造热塑性制品。本发明的热塑性组合物本发明可通过任何合适的技术而被成形为期望的热塑性制品，如注射模塑、注射旋转模塑、吹塑(例如，注射吹塑或注拉吹塑)、挤压(例如，平板挤压、薄膜挤压、铸膜挤压或泡沫挤压)、挤压吹塑、热成形、旋转模塑、薄膜吹塑(吹膜)和薄膜铸塑(铸膜)等。
本发明的热塑性组合物能用于制造任何合适的制品或产品。合适的产品包括但不限于机械器件(例如，用于蒸馏用途的预填充注射器、静脉内供给容器和血液收集装置)、食品包装、液体容器(例如，用于饮料、药物、个人护理组合物和洗发水等的容器)、衣物罩、可微波制品、架子、柜门、机械零件、汽车零件、片材、管子、管路、旋转模塑零件、吹塑零件、薄膜和纤维等。
任选组分
在某些实施方式中，除如上所述的缩醛化合物、共添加剂和热塑性聚合物(如果存在的话)之外，本发明的组合物还可包括一种或多种组分。合适的额外组分包括但不限于抗氧剂、除酸剂及其组合。
尽管不希望受限于任何特定理论，上述添加剂组合物被认为能够制备相对于已知添加剂组合物具有改进的光学特性(例如，较低的浊度值)的热塑性组合物(例如，聚丙烯组合物)。例如，相信上述添加剂组合物能够在热塑性组合物中较低的缩醛化合物负载水平下制造与含有较高量缩醛化合物的热塑性组合物相比具有相同或更好的光学特性(例如，浊度值)的热塑性组合物(例如，聚丙烯组合物)。因此，上述添加剂组合物可用于制备具有期望光学特性的热塑性组合物，同时使用较低量的缩醛化合物。
实施例1
本实施例展示了改进本发明的热塑性组合物的制备以及由该组合物制造的热塑性制品所显示的一些物理特性。根据下表1和2中描述的一般配方和下述一般程序合成了八种聚丙烯无规共聚物(样品1A-1F以及对比样品1和2)。
表1.样品1A-1C的一般配方
Figure GPA00001118636600191
表2.样品1D-1F的一般配方
Figure GPA00001118636600192
每种组合物(即，样品1A-1F以及对比样品1和2)中使用的缩醛化合物符合式(I)结构的缩醛化合物，其中R1是正丙基基团，R2、R3、R5、R6、R7、R8、R10和R11各自是氢，R12是-CHOHCH2OH，且R4和R9各自是正丙基基团。样品1A和1D中使用的共添加剂是双(十八烷基)草酰胺(N，N′-二乙基乙二酰胺)，其是符合式(VI)结构的脂肪酸酰胺化合物，其中R17是-CH2(CH2)16CH3。样品1B和1E中使用的共添加剂式油酰胺(顺式-9-十八烯酰胺)，其是符合式(III)结构的脂肪酸酰胺化合物，其中R13是-CH2(CH2)6CH＝CH(CH2)7CH3。样品1C和1F中使用的共添加剂是乙二醇二硬脂酰胺，其是符合式(V)结构的脂肪酸酰胺化合物，其中R16是-CH2(CH2)15CH3。
对比样品1的组合物类似于样品1A-1C的组合物，不同之处在于该组合物不含共添加剂且聚丙烯无规共聚物的量被提高到995.7g以得到1kg批量的组合物。对比样品2的组合物类似于样品1D-1F的组合物，不同之处在于该组合物不含共添加剂且聚丙烯无规共聚物的量被提高到994.7g以得到1kg批量的组合物。
所有八种聚丙烯无规共聚物组合物均通过在高强度混合机中掺和各组分来混合。然后将该聚丙烯无规共聚物组合物在双螺旋挤压机上熔融混合。将每种聚丙烯无规共聚物组合物的挤压物(以股的形式)在水浴中冷却，随后将其粒化。
粒化的聚丙烯无规共聚物组合物随后用于通过将该组合物在注射模塑成形机上进行注射模塑而成形为板片(plaque)。然后根据ASTM标准D1003-92使用BYK-Gardner Haze-Gard Plus对所得板片进行测试以确定每种聚丙烯无规共聚物组合物的浊度百分数。这些测量中每种的结果如下表3中所述。
表3.样品1A-1F和对比样品1和2的浊度测量结果
  样品   浊度(％)
  对比样品1   12.1
  样品1A   10.2
  样品1B   9.47
  样品1C   9.33
  对比样品2   9.59
  样品1D   8.23
  样品1E   8.14
  样品1F   8.15
由表3所列结果可以看出，与含有相同浓度的缩醛化合物的对比样品(即，对比样品1和2)相比，根据本发明的热塑性聚合物组合物(即，样品1A-1F)每种均显示较低的浊度。这些结果显示，本发明的添加剂组合物能用于制备相对于含有相同量缩醛化合物的热塑性组合物来说具有改进的光学特性(例如，浊度值)的热塑性组合物，或者能用于减少制备显示期望光学特性的热塑性组合物所需的缩醛化合物的量。
实施例2
本实施例展示了根据本发明的热塑性组合物的制备和由该组合物制造的热塑性制品所显示的一些物理特性。根据下表4所述一般配方和下述一般程序合成了五种聚丙烯无规共聚物组合物(样品2A-2C以及对比样品3和4)。
表4.样品2A-2C、对比样品3(“C.S.3”)和对比样品4(“C.S.4”)的一般配方
Figure GPA00001118636600211
Figure GPA00001118636600221
每种组合物(即，样品2A-2D和对比样品3)中所用的缩醛化合物是符合式(I)结构的缩醛化合物，其中R1是正丙基基团，R2、R3、R5、R6、R7、R8、R10和R11各自是氢，R12是-CHOHCH2OH，且R4和R9各自是正丙基基团。样品2A、2B和2C以及对比样品3含有符合式(VIII)结构的氟化聚合物共添加剂，其中R20是-CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF3，且R21和R22都是甲基，x约为20，且y约为30，其是作为得自氟化的甲基丙烯酸和甲基丙烯酸的聚合的无规共聚物的氟化聚合物。
所有五种聚丙烯无规共聚物组合物均通过将各组分在高强度混合机中掺和来混合。然后将该聚丙烯无规共聚物组合物在双螺旋挤压机上熔融混合。将每种聚丙烯无规共聚物组合物的挤压物(以股的形式)在水浴中冷却，随后将其粒化。
粒化的聚丙烯无规共聚物组合物随后用于通过将该组合物在注射模塑成形机上进行注射模塑而成形为板片。然后根据ASTM标准D1003-92使用BYK-Gardner Haze-Gard Plus对所得板片进行测试以确定每种聚丙烯无规共聚物组合物的浊度百分数。这些测量中每种的结果如下表5中所述。
表5.样品2A-2C、对比样品3和对比样品4的浊度测量结果
  样品   浊度(％)   共添加剂量(ppm)
  对比样品4   8.93   0
  对比样品3   9.00   50
  样品2A   8.12   200
  样品2B   7.96   500
  样品2C   8.07   1000
由表5所列结果可以看出，与对比样品(即，对比样品3和4)相比，根据本发明的热塑性聚合物组合物(即，样品2A-2C)每种均显示较低的浊度。这些结果显示，本发明的添加剂组合物能用于制备相对于含有相同量缩醛化合物的热塑性组合物来说具有改进的光学特性(例如，浊度值)的热塑性组合物，或者能用于减少制备显示期望光学特性的热塑性组合物所需的缩醛化合物的量。
实施例3
本实施例展示了根据本发明的热塑性组合物的制备和由该组合物制造的热塑性制品所显示的一些物理特性。根据下表6所述一般配方和下述一般程序合成了十六种聚丙烯无规共聚物组合物(样品3A-3L以及对比样品5-8)。
表6.样品3A-3L和对比样品5-8的一般配方
每种组合物(即，样品3A-3L和对比样品5-8)中使用的缩醛化合物是符合式(I)结构的缩醛化合物，其中R1是正丙基基团，R2、R3、R5、R6、R7、R8、R10和R11各自是氢，R12是-CHOHCH2OH，且R4和R9各自是正丙基基团。样品3A-3L各自含有二甘油单肉豆蔻酸酯，其是脂肪酸酯化合物。每种组合物中含有的缩醛化合物和二甘油肉豆蔻酸酯如下表7所记载。
所有十六种聚丙烯无规共聚物组合物均通过将各组分在高强度混合机中掺和来混合。然后将该聚丙烯无规共聚物组合物在双螺旋挤压机上熔融混合。将每种聚丙烯无规共聚物组合物的挤压物(以股的形式)在水浴中冷却，随后将其粒化。
粒化的聚丙烯无规共聚物组合物随后用于通过将该组合物在注射模塑成形机上进行注射模塑而成形为板片。然后根据ASTM标准D1003-92使用BYK-Gardner Haze-Gard Plus对所得板片进行测试以确定每种聚丙烯无规共聚物组合物的浊度百分数。这些测量中每种的结果如下表7中所述。
表7.样品3A-3L和对比样品5-8(“C.S.5-8”)中缩醛化合物和共添加剂的量及浊度测量结果
样品   缩醛载量(ppm)   共添加剂载量(ppm)   浊度(％)
  C.S.5   2000   0   29.2
  样品3A   2000   400   25.3
  样品3B   2000   670   23.3
  样品3C   2000   1000   22.1
样品   缩醛载量(ppm)   共添加剂载量(ppm)   浊度(％)
  C.S.6   3000   0   14.5
  样品3D   3000   500   14.6
  样品3E   3000   1000   13.8
  样品3F   3000   1500   13.9
  C.S.7   4000   0   12.2
  样品3G   4000   1000   12.1
  样品3H   4000   1500   12.3
  样品3I   4000   2000   12.5
  C.S.8   5000   0   12.0
  样品3J   5000   1500   11.8
  样品3K   5000   2500   12.6
  样品3L   5000   3000   12.9
由表7所列结果可以看出，与对比样品(即，对比样品5-8)相比，根据本发明的热塑性聚合物组合物(即，样品3A-3L)中的若干种显示较低的浊度。这些结果显示，本发明的添加剂组合物能用于制备相对于含有相同量缩醛化合物的热塑性组合物来说具有改进的光学特性(例如，浊度值)的热塑性组合物，或者能用于减少制备显示期望光学特性的热塑性组合物所需的缩醛化合物的量。
本文所引用的所有参考文件，包括公开出版物、专利申请和专利，均通过引用并入本文，其程度如同每篇参考文件均被单独和具体地指明通过引用并入并且以其整体在本文中阐述一样。
除非在本文中另外表明或在前后文中有明确的相反含义，术语“一/一个/一种”和“该/所述”及描述本申请主题的前后文中(尤其是所附权利要求中)类似的指代词解释为同时涵盖单数和复数。除非另外指出，术语“包括”、“具有”和“包含/含有”解释为开放式术语(即，表示“包括但不限于”)。除非另外指明，本文中对于数值范围的陈述仅意图用作提及落入该范围内的每个单独的值的速记方法(shorthand method)，且每个单独的值均包含在本发明说明书中，如同其在本文中被独立地陈述一样。除非在本文中另外表明或者在前后文中有明确的相反含义，本文所描述的所有方法均可以以任何合适的顺序实施。除非另外要求，本文中提供的任何和所有实施例或示例性语言(例如，“如/例如/诸如”)的使用仅意图为更好地说明本申请地主题，并且不会形成对主题地限制。说明书中的任何语言均不应被解释为表明任何未被要求的元素对本文所述主图的实践具有重要意义。
本申请主题的优选实施方式在本文中进行了描述，包括发明人已知的实施所要求主题的最佳模式。当阅读了前述说明之后，本领域一般技术人员能够显而易见地对那些优选实施方式做出改变。发明人预计本领域技术人员能够在合适时做出这种改变，且发明人认为本文所述主题可通过与本文所具体描述者不同的方式实施。因此，如适用法律所允许的，本公开内容包含本文所附权利要求中所述主题的所有变化形式和等同形式。另外，除非在本文中另外表明或者在前后文中有明确的相反含义，在其所有可能改变中上述元素的任何组合均被本公开内容所涵盖。

Claims (30)

1.一种热塑性组合物，其包括：
(a)基于所述热塑性组合物总重，约1,000到约5,000份/百万份(ppm)的符合式(I)结构的缩醛化合物：
Figure FPA00001118636500011
其中R1选自氢、烷基基团、烯基基团、羟烷基基团、烷氧基基团和卤代烷基团；其中R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11各自独立地选自氢、烷基基团、烷氧基基团、烯基基团、芳基基团和卤素；且其中R12是选自-CH2OH和-CHOHCH2OH的羟烷基；
(b)基于所述热塑性组合物总重，约100到约5,000ppm的符合式(III)至(VII)之一的结构的至少一种脂肪酸酰胺化合物：
Figure FPA00001118636500012
Figure FPA00001118636500021
其中R13、R14、R15、R16和R18独立地选自C7-C27烷基基团和C7-C27烯基基团，R17选自C8-C28烷基基团和C8-C28烯基基团，且R19选自-CH2CH2OH和-CH2CH(CH3)OH；和
(c)选自聚丙烯和聚乙烯的至少一种热塑性聚合物，
其中(i)当所述热塑性聚合物是聚乙烯时，缩醛化合物和脂肪酸酰胺的ppm浓度之和为约3,000到约8,000，和(ii)当所述热塑性聚合物是聚丙烯时，R1选自烷基基团、烯基基团、烷氧基基团和卤代烷基团，且缩醛化合物和脂肪酸酰胺的ppm浓度之和为约2,000到约5,000。
2.如权利要求1所述的热塑性组合物，其中R1选自烷基基团和烯基基团，R2、R3、R5、R6、R7、R8、R10和R11各自是氢，R12是-CHOHCH2OH，且R4和R9各自是烷基基团。
3.如权利要求2所述的热塑性组合物，其中R1是正丙基基团，且R4和R9各自是正丙基基团。
4.如权利要求3所述的热塑性组合物，其中所述热塑性聚合物是聚丙烯，且所述组合物包括约1,000到约3,500ppm的缩醛化合物和约100到约1,500ppm的脂肪酸酰胺。
5.如权利要求4所述的热塑性组合物，其中所述组合物包括约250到约750ppm的脂肪酸酰胺。
6.如权利要求1所述的热塑性组合物，其中R1是氢，R2、R5、R6、R7、R8和R11各自是氢，R3、R4、R9和R10各自是烷基基团，且R12是-CHOHCH2OH。
7.如权利要求6所述的热塑性组合物，其中R1是氢，R2、R5、R6、R7、R8和R11各自是氢，R3、R4、R9和R10各自是甲基基团，且R12是-CHOHCH2OH。
8.如权利要求1所述的热塑性组合物，其中所述热塑性聚合物是聚乙烯，且所述组合物包括约1,000到约5,000ppm的缩醛化合物和约100到约1,500ppm的脂肪酸酰胺。
9.如权利要求8所述的热塑性组合物，其中所述组合物包括约250到约750ppm的脂肪酸酰胺。
10.如权利要求1所述的热塑性组合物，其中R13、R14、R15、R16和R18独立地选自C11-C27烷基基团和C11-C27烯基基团，且R17选自C12-C28烷基基团和C12-C28烯基基团。
11.一种热塑性组合物，其包括：
(a)基于所述热塑性组合物总重，约1,000到约5,000份/百万份(ppm)的符合式(I)结构的缩醛化合物：
Figure FPA00001118636500041
其中R1选自烷基基团、烯基基团、烷氧基基团和卤代烷基团；其中R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11各自独立地选自氢、烷基基团、烷氧基基团、烯基基团、芳基基团和卤素；且其中R12是选自-CH2OH和-CHOHCH2OH的羟烷基；
(b)基于所述热塑性组合物总重，约100到约5,000ppm的符合下式(VIII)结构的至少一种氟化聚合物：
Figure FPA00001118636500042
其中R20选自-CF2CF2CF2CF3、-CF2CF2CF2CF2CF2CF3和-CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF3，R21和R22独立地选自氢和甲基，x是约15到约10,000的整数，y是0到约10,000的整数，且m和n之和为约30到约10,000；和
(c)选自聚丙烯、聚乙烯及其混合物的至少一种热塑性聚合物。
12.如权利要求11所述的热塑性组合物，其中R1选自烷基基团和烯基基团，R2、R3、R5、R6、R7、R8、R10和R11各自是氢，R12是-CHOHCH2OH，且R4和R9各自是烷基基团。
13.如权利要求12所述的热塑性组合物，其中R1是正丙基基团，且R4和R9各自是正丙基基团。
14.如权利要求13所述的热塑性组合物，其中所述热塑性聚合物是聚丙烯，且所述热塑性组合物包括约1,000到约3,500ppm的缩醛化合物和约100到约1,500ppm的氟化聚合物。
15.如权利要求14所述的热塑性组合物，其中所述热塑性组合物包括约250到约750ppm的氟化聚合物。
16.一种热塑性材料添加剂组合物，其包括：
(a)符合式(II)结构的缩醛化合物：
Figure FPA00001118636500051
其中n是0、1或2；R1选自烷基基团、烯基基团、烷氧基基团和卤代烷基团；且R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11各自独立地选自氢、烷基基团、烯基基团、烷氧基基团、羧基基团、卤素和苯基基团；和
(b)脂肪酸酯化合物。
17.如权利要求16所述的添加剂组合物，其中R是烷基基团。
18.如权利要求17所述的添加剂组合物，其中R是正丙基基团。
19.如权利要求18所述的添加剂组合物，其中n是1；R4和R9是烷基基团；且R2、R4、R5、R6、R7、R9、R10和R11各自是氢.
20.如权利要求19所述的添加剂组合物，其中R4和R9是正丙基基团。
21.如权利要求16所述的添加剂组合物，其中所述脂肪酸酯化合物是C10-C22脂肪酸与选自甘油和二甘油的化合物之间的反应产物。
22.如权利要求21所述的添加剂组合物，其中所述脂肪酸酯化合物是C12-C18脂肪酸与二甘油之间的反应产物。
23.如权利要求22所述的添加剂组合物，其中所述脂肪酸酯化合物选自二甘油单月桂酸酯、二甘油单肉豆蔻酸酯、单甘油硬脂酸酯及其组合。
24.如权利要求16所述的添加剂组合物，其中基于所述添加剂组合物中存在的脂肪酸酯化合物总重，所述脂肪酸酯化合物包括约50％(重量)或更多的单酯。
25.如权利要求16所述的添加剂组合物，其中基于所述添加剂组合物中存在的缩醛化合物和脂肪酸酯化合物总重，所述缩醛化合物占所述添加剂组合物的约60到约90％(重量)。
26.如权利要求16所述的添加剂组合物，其中基于所述添加剂组合物中存在的缩醛化合物和脂肪酸酯化合物总重，所述脂肪酸酯化合物占所述添加剂组合物的约10到约40％(重量)。
27.一种聚烯烃组合物，其包括聚烯烃和如权利要求16-26中任一项所述的添加剂组合物。
28.如权利要求27所述的聚烯烃组合物，其中基于所述聚烯烃组合物总重，所述缩醛化合物以约1,000到约10,000ppm的量存在。
29.如权利要求28所述的聚烯烃组合物，其中基于所述聚烯烃组合物总重，所述脂肪酸酯化合物以约100到约5,000ppm的量存在。
30.如权利要求27所述的聚烯烃组合物，其中所述聚烯烃组合物包括聚丙烯。
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