CN103797060A - 添加剂浓缩物及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含用于聚烯烃的至少一种澄清和／或成核试剂的添加剂和至少一种蜡的组合物，该澄清和／或成核试剂为具有至少190℃熔点的粉末，基于该组合物重量为至少70wt.％的量，蜡具有如本发明中所定义的至少500mPa.s的粘度，基于该组合物的重量为0.5至30wt.％之间的量。

Description

添加剂浓缩物及其用途
技术领域
本发明在于用于聚烯烃的添加剂组合物的领域，更具体而言，在于用于聚烯烃特别是用于聚丙烯的成核和／或澄清试剂的浓缩物的领域。
背景技术
聚烯烃、更特别是丙烯聚合物且尤其是聚丙烯需要应用所谓的成核试剂或澄清试剂。要求这些澄清试剂通过防止或降低聚烯烃产品中的浊度来给予透明度。其效果可以是，使聚丙烯接近如聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯等所谓高度透明的塑料的外观。
在生产或加工聚烯烃或者其应用的合适阶段将这些试剂添加至聚烯烃。例如，常常在配混步骤期间将澄清试剂或其浓缩物添加至聚烯烃。
合适的澄清试剂基于以具有可选择取代的苯甲醛的反应产物的形式的糖醇，如木糖醇和山梨糖醇。在美国专利号7，662，978和国际专利申请WO2010／101610中已描述了合适的澄清试剂，通过引用将其内容合并于此。
如所示出的，在生产或加工期间的某段时间将澄清试剂添加至聚烯烃(熔体)。一些澄清试剂的缺点在于，它们是粉末形式并且就其本身而言相当难于被加工，考虑到粉化或结块，这在挤出期间在聚合树脂中引起剂量水平的波动，以及最终产品中性能的连锁波动(参见，例如WO2007／032797)。
为了解决这种计量问题，其一需要使用行业中已知的常用方法，其用于添加难以计量的添加剂：如用初始的聚合物粉末稀释直至它变成自由流动的混合物，或者与其它添加剂组合并压缩成小球，所谓的单包装(one-pack)法。这些方法会产生使用者不得不采取的额外的、费钱的步骤。
作为选择，在上面提到的国际专利申请WO2010／101610中，已经描述了使用液态烃和特定表面活性剂来制备一些澄清试剂的相对稀释的组合物。这具有将大量额外材料添加至聚烯烃的极大缺点，影响了组合物并且可能导致产品性能的退化。
此外，已知的是，基于木糖醇和山梨糖醇的澄清试剂的应用可能在注射成型过程期间导致最终产品中凝胶和／或斑点的出现。EP-A948564在说明书的背景技术部分中提到了美国专利号5，135,975，该美国专利涉及：“使用作为由Milliken Chemicals所生产的产品的MilladTM组商业上已知的澄清试剂。这些添加剂、特别是MilladTM3988具有良好的感官性能并且抵抗析出，但是一些使用者已遭遇了由分散问题导致的白色斑点的出现。需要相对高的加工温度来防止这些白色斑点的出现。”
防止这些斑点形成的唯一方法是在配混和注射成型步骤期间升高加工温度。从节能的角度看，这是不期望的，并且较高的温度还会引起增加的降解以及黄化。
令人惊奇的是，使用本专利申请中描述的澄清浓缩物解决了许多那些实例中的斑点问题，同时在配混和注射成型期间仍允许使用低的温度。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供用于聚烯烃的改善的澄清添加剂组合物。
本发明涉及包含用于聚烯烃的至少一种澄清和／或成核试剂和至少一种蜡的添加剂组合物，该澄清和／或成核试剂为具有至少190℃熔点的粉末，基于组合物的重量为至少70wt.％的量，蜡具有如本文中所定义的至少500mPa.s的粘度、基于浓缩物的组合物的重量为0.5至30wt.％之间的量。
该组合物优选由75至99.5wt.％的所述澄清和／或成核试剂、0.5至25wt.％的所述蜡和0至15wt.％的至少一种其它添加剂(非用于聚烯烃的粉状澄清和／或成核试剂)组成。
优选地，蜡的粘度为至少650mpa.s、更特别地为至少20,000mPa.s并且可以上达至75,000mPa.s以上。优选范围在20,000至75,000mpa.s之间。所有蜡的粘度是通过DIN53018，在140℃对具有低于140℃的软化点的蜡、在170℃对具有从140℃至170℃的软化点的蜡、在190℃对具有从170℃至190℃的软化点的蜡、和在240℃对具有从190℃至240℃的软化点的蜡而测定的。。
蜡优选为合成蜡、更尤其为烯烃蜡、更特别地为聚乙烯蜡。由于澄清试剂的特定性能和蜡的特定性能的组合(熔点和粘度)，已发现，可能生成具有非常高的负载的添加剂组合物或浓缩物。
本发明的组合物是基于可容易计量的颗粒的浓缩物，它具有的重要优点在于，在不过度添加大量不需要的其它组分至聚烯烃的情况下，能够将所需量的添加剂添加至聚烯烃。因此，最终聚烯烃组合物的性能不受负面影响，或者甚至是改善的。
浓缩物组合物的主要组分是添加剂和蜡基质材料。组合物是颗粒形式。
蜡材料可以选自天然的、合成的和改性的天然蜡。由德国脂肪科学学会(Deutsche Gesellschaft für Fettwissenschaft或者简称DGF)的M-蜡系研发蜡的可行性定义，1957年首次公开且在1974年修订：“蜡为具有以下特性的一系列天然或人工制成的材料的技术性集合名称：
>在20℃可揉捏，坚硬至脆硬；
>粗到细的结晶体，半透明至透明，但非玻璃态的；
>在不分解的情况下，高于40℃熔融；
>仅高于熔点的已经相对低的粘度；
>极度依赖于温度的相容性和溶解度；
>在光压下可抛光。”
一般而言，对蜡进行如下分类：
a.天然蜡：
>源自动物、蔬菜和矿物。
b.人造蜡：
b1.>化学改性的蜡／半合成的蜡，其中现有的蜡分子是化学改性的，更具体是改性的油，如氢化油。
b2.>合成蜡：基于低分子、非蜡分子形成的蜡或者通过分解大分子塑料形成的蜡。
根据优选的实施方式，蜡材料已选自人造蜡。
具体地，当使用基于聚烯烃、更特别是聚乙烯蜡的蜡时，使添加剂组合物能够制备不具有浊度或具有极小浊度的聚烯烃产品，具备改善的产品性能和改善的斑点特性。
优选地，聚烯烃蜡具有能够在高于蜡的软化点的温度下制备添加剂组合物的此类性能。通常这意味着粘度在特定范围内。优选使用具有处于120至350℃之间、优选125至175℃之间的根据ASTM D3104的软化点的聚乙烯蜡。
合适的蜡可商购得到，例如，来自公司如Clariant、Evonik和Honeywell。
合适的澄清试剂具有高于其中所使用的聚烯烃(聚丙烯)的加工温度的熔点。澄清试剂是粉状的，这意味着它们在25℃下为固态并且它们的粒径极低，例如在0.1微米至1mm之间。
本发明的组合物中使用的澄清试剂的实例为山梨糖醇衍生物，如二苄叉山梨糖醇、双(对甲基苄叉)山梨糖醇、双(4-丙基苄叉)丙基山梨糖醇、以及其它澄清试剂如2，2′-亚甲基双(4，6-二-叔丁基苯酚)磷酸钠盐、1，3，5-苯三甲酰胺衍生物或N’，N”-三(2-甲基环己基)-1，2，3-丙烷三甲酰胺。
与澄清试剂组合的合适的其它添加剂为例如抗氧化剂、除酸剂、抗静电剂、着色剂、中和剂和防滑剂。
值得注意的是，由于各种原因，如改性或其性能的改善，或者为了减少副产物的形成等，因而通常意图将上面的添加剂作为加工助剂结合至聚烯烃内。
然而，在该组合物中还可以包含在添加剂组分自身的生产中具有例如稳定该组分的功能的某些添加剂。
本发明进一步涉及用于制备浓缩物组合物的方法，其适合于将成核和／或澄清添加剂熔融掺混至聚合物或聚合物掺混物内，其包括在蜡为液态的温度下将添加剂分散至所述蜡材料内，成形并冷却由此得到的分散体，以形成固体颗粒。
在本发明的又一个实施方式中，本发明涉及0.1至5wt.％之间的量的根据本发明的添加剂组合物在聚丙烯中的用途。
具体实施方式
实施例
在浓缩物中使若干蜡与基于糖醇的澄清试剂组合，并以4000ppm剂量水平的澄清试剂于聚丙烯聚合物测试，具有变化的性能，如表可见。
蜡 目测PP中的分散特性
无(纯粉末) +
Honeywell A-C715
Honeywell A-C735 +
Honeywell A-C1754 +
Clariant Licowax PE130
Clariant Licowax PE520 ++
Clariant Licocene PP1602 +
Clariant Licocene PP2602 +
Wiwax Wiraten110
注：++＝非常好，+＝好，-＝差，以及--＝非常差。

Claims (14)

1.添加剂组合物，包含用于聚烯烃的至少一种澄清和／或成核试剂和至少一种蜡，所述澄清和／或成核试剂为具有至少190℃熔点的粉末，基于所述组合物的重量为至少70wt.％的量，所述蜡具有如本文中所定义的至少500mPa.s的粘度，基于所述组合物的重量为0.5至30wt.％之间的量。
2.根据权利要求1所述的添加剂组合物，其中，所述组合物由75至99.5wt.％的所述试剂、0.5至25wt.％的所述蜡和0至15wt.％的至少一种其它添加剂组成。
3.根据权利要求1或2所述的添加剂组合物，其中，所述澄清和／或成核试剂为基于糖醇的化合物。
4.根据权利要求3所述的添加剂组合物，其中，所述基于糖醇的化合物为木糖醇或山梨糖醇衍生的产物。
5.根据权利要求4所述的添加剂组合物，其中，所述基于糖醇的化合物是山梨糖醇与苯甲醛的反应产物。
6.根据权利要求4或5所述的添加剂组合物，其中，所述基于糖醇的化合物选自由双(4-丙基苄叉)丙基山梨糖醇、二苄叉山梨糖醇和双(对甲基苄叉)山梨糖醇所组成的组中。
7.根据权利要求1或2所述的添加剂组合物，其中，用于聚烯烃的粉末状的所述澄清和／或成核试剂选自由2，2′-亚甲基双(4，6-二-叔丁基苯酚)磷酸钠盐、1，3，5-苯三甲酰胺衍生物和N，N’，N”-三(2-甲基环己基)-1，2，3-丙烷三甲酰胺所组成的组中。
8.根据权利要求1-7所述的添加剂组合物，其中，所述蜡为聚烯烃蜡，优选聚乙烯蜡。
9.根据权利要求8所述的添加剂组合物，其中，所述蜡为具有120至350℃之间的根据ASTM D3104的软化点的聚乙烯蜡。
10.根据权利要求1-9所述的添加剂组合物，进一步包含由抗氧化剂、除酸剂、抗静电剂、着色剂、中和剂和防滑剂所组成的组中的至少一种。
11.根据权利要求1-10所述的添加剂组合物，其中，所述蜡的粘度为至少650mPa.s、更特别地为至少20,000mpa.s。
12.根据权利要求11所述的添加剂组合物，其中，所述蜡的粘度为20,000至75,000mPa.s之间。
13.0.1至5wt.％之间的量的添加剂组合物在聚丙烯中的用途，所述组合物包含用于聚烯烃的至少一种粉状澄清和／或成核试剂和至少一种蜡，所述粉状澄清和／或成核试剂具有至少190℃的熔点，基于所述组合物的重量为至少70wt.％的量，所述蜡具有如本文中所定义的至少500mpa.s的粘度，基于所述组合物的重量为0.5至30wt.％之间的量。
14.用于制备根据权利要求1-12所述的添加剂组合物的方法，其适合于将成核和／或澄清试剂熔融掺混至聚合物或聚合物掺混物内，其包括在所述蜡为液态的温度将所述试剂分散至所述蜡材料内，成形并冷却由此得到的分散体，以形成固体颗粒。
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