CN1096485C - 贮存稳定的塑料添加剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及贮存稳定的塑料添加剂，它是在成型加工之后冷却99.9-10%重量的熔融添加剂材料和0.1-90%重量的结晶添加剂材料而制备的。通过使混合物从带喷嘴的模具中挤出来进行成型加工，冷却可以在冷却的传送带上进行。即使在长期的贮存和/或加工之后，这些塑料添加剂仍保持自由流动且不胶粘。
Description
塑料添加剂是在聚合物中添加的对聚合物具有改性和/或稳定作用的物质。分子中除了对其功能起决定作用的化学部分结构外，它们通常具有取代基，通过取代基使添加剂与聚合物基体的“相容性”(例如可溶性、扩散性能、抗萃取性及类似特性)得以调整(文献：Gachter/Muller，Kunststoffadditive 3 Auflage，1990，Carl Hanser Verlag Munchen，Wien，S.33ff.)。分子的官能部分也常常用很大的化学取代基来调整其反应性(“空间位阻酚类”作为抗氧剂，“空间位阻胺类”作为光稳定剂)。
这些结构单元的影响在于制备过程中该添加剂结晶常常延缓进行和/或进行不完全和/或导致许多晶体改性，它们可以很容易地相互转化。这导致出现很宽的熔融范围(而不是明显的晶体熔点)或多个熔点相互溶合。
制备粉末加工形式后，这些延缓结晶和/或由不稳定到较稳定晶体结构的重排可能会造成在产品贮存和加工过程中晶粒在所接触颗粒的表面会逐渐进行生长，这可导致材料的机械粘附、毡化或结块。这种方法所形成的结块显著地影响添加剂流动性能和可计量性，这使得添加剂不适合于其用途。如果熔融范围在150℃以下，这种影响尤其明显。
已作过许多尝试以提高此性能，例如曾建议过添加高分散的硅酸或添加金属的硬脂酸盐或氧化物以使倾向于胶粘的颗粒表面粉化(文献：例如Degussa-Broschuren aus der Schriftenreihe Pigmente：“Aerosilzur Verbesserung des Fliessverhaltens pulverformiger Substanzen”，Nr.31，2.Auflage 5/1978 und“Synthetische Kieselsaure als Fliesshifsmittelund als Tragersubstanz”，Nr.31，5.Auflage，5/1992)。此方法的一个缺点在于将不需要的杂质引入了实际的添加剂中。
也曾提倡使用高压由粉末制备片状配制物。额外的工作步骤使得产品更加昂贵并且由于机械研磨免不了有污染的危险，在此这必须看作一个严重的缺点。熔体固化和之后研磨也实践过。其缺点是在压力下(例如：夏天运输过程中在许多集装箱的重量下)终产物迅速毡化和结块并且灰尘含量高。
也建议过熔体喷雾冷却法，但此方法的缺点是结晶控制性差且常常有明显的结块趋势。
US 4,578,021记载了一种设备，借助此设备由一种含有熔体和晶种的两相混合物，经过液滴形式接着冷却可以制备均匀尺寸的颗粒，这样就不需要随后的研磨了。在此方法中避免了至今通常出现的液滴形式的沉积物和结壳的形成。
US 4418030公开了一种用于橡胶的添加剂(例如：用作硫化促进剂)及其制备方法，包括将95-99.5％的结晶形态物质，其余量为熔融形态物质，放入挤出机中挤出冷却等。在实施例1-7中所述的物质为二异辛基二苯胺等。
本发明的目的在于提供一种塑料添加剂，该添加剂不引入杂质，纵使在相对长期的贮存和加工之后仍旧自由流动且可迅速计量。
现在已发现该添加剂的结块趋势可以消除，可计量性和流动性及运输性能可以显著提高，成形加工之后通过冷却99.9％-10％重量的熔融添加剂材料和0.1-90％重量的结晶添加剂材料的混合物制得的塑料添加剂可以大大减少灰尘形成或磨损材料。
通过改变结晶物质含量，混合物粘度可以在很宽的范围内变化并且适合成形加工的需要。这里形成的终产物为稳定的结晶改性物并且不再进行导致颗粒毡化的重排。形成的为规定的均匀颗粒尺寸(例如0.1-10mm)终产物，该尺寸可以通过改变熔融粘度和成形加工方法用可控的方式在很宽的范围内进行调整。
本发明的塑料添加剂可以通过用99.5-25％重量的熔融添加剂材料和0.5-75％重量的结晶添加剂材料的混合物很方便地制备。
由90-30％重量的熔融添加剂材料和10-70％重量的结晶添加剂材料的混合物制备的塑料添加剂也特别适合。
由70-50％重量的熔融添加剂材料和30-50％重量的结晶添加剂材料的混合物制备的塑料添加剂特别优选。
混合物的快速冷却可优选在冷却的传送带上进行。
已经证明把混合物从带有喷嘴(多孔喷嘴)的模具中挤出来是特别适合的成型方法。
可以使用的成型方法例如：
-借助压缩杆(Stauleiste)把混合物从圆柱形喷嘴设备中挤出来
-通过一个内齿轮把混合物从带有内制齿和齿根有喷嘴孔的圆柱形喷嘴设备中挤出
-通过压杵把混合物从带有内孔和孔底部有喷嘴孔的圆柱形喷嘴设备中挤出来
-借助辗齿轮(kollerrder)使混合物通过一个多孔的平板挤出
-借助螺旋挤压机使混合物通过一个多孔的平板挤出
-通过旋转辊使通过一个多孔板
-用螺旋挤压机(单或双螺杆挤出机)挤出
-通过带有多个喷嘴的冲压机接口管压出
-借助脱模刮刀通过带有许多喷嘴的管型模具压出
通过熔融材料中结晶物质的含量，很容易完成温度调整，因为在冷却时，迅速析出的晶体的结晶热量阻碍了温度下降，反之亦然。
本发明的方法可以成功地使用的塑料添加剂特别是以下类别的添加剂：UV稳定剂、抗氧剂、热稳定剂、润滑剂、抗静电剂、增粘剂、产生相容性的试剂，助分散剂、酸清洗剂(surefnger)、金属去活化剂、过氧化物清除剂、加工稳定剂、成核剂、荧火增白剂、滑移剂、抗露剂及耐火剂。
特别适合的例子尤其是2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、月桂酸二乙醇胺、单、二、三硬脂酸甘油酯及这些硬脂酸甘油酯的混合物、双十八烷基硫化物、二烷基单、二和多硫化物的混合物、硫代二丙酸双十八烷基酯、硫代二丙酸二月桂基酯、双十八烷酰基乙二胺、四-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷酯、4，4’-亚联苯二亚膦酸四-(2，4-二叔丁基-苯基)酯、二亚磷酸双十八烷基季戊四醇酯、癸二酸二(2，2，6，6-四甲基哌啶-4-基)酯和二亚磷酸双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇酯。
下列实施例用于说明本发明而不限制本发明。
实施例1：
由95％重量的2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮与5％重量的结晶物质混合而得的熔浆在其熔点区，被用压缩杆使通过一个直径为1.0mm的多孔喷嘴，到一个转动通过的冷却金属带上。形成的液滴在带上立即结晶并在带的尽头成为不含灰尘且具有非粘性表面的固体颗粒而被除去。
实施例2-7：
重复实施例1的实验，在熔体中分别混合入1，10，30，50和70％重量同样的2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的结晶粉末。所有的固化颗粒都是不含灰尘和非粘性的。
实施例8(对比)
重复实施例1的实验，在产物熔体中不混合结晶的粉末状物质。
冷却的带上的液滴仅仅部分固化并粘附在带的尽头。
实施例9：
按照实施例1，将用作塑料添加剂的不同化合物滴到冷却带上并在末端被除去，每种情况下都分别混合入50％重量的结晶物质。测试其粘性和结块趋向如下：
在所有的情况下，分别用50克配置的物质将玻璃套筒充满，该套筒在平板基底上有一个开口端，直径为5.2cm，高度为10cm，在顶部放置重物，从而以0.93N/cm2的压力从顶部施压。全部装置在加热室中高温下保存24小时。以这种方式模拟夏天的温度条件下运输过程中大量集装箱的压力。为了比较，在所有情况下成型操作过程中熔体中没有加入晶体而制得的产物用作对比。在所套的玻璃套筒移走后，用力将大块产物粉碎成为小颗粒，测定消耗的力。
| 产物 | 贮存温度℃ | 分离用力 | |
| 从结晶浆液/熔体混合物中滴下 | 从纯熔体中滴下 | ||
| 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮 | 40 | 接触分解 | 用力大，少量固体块 |
| 月桂酸二乙醇胺 | 35 | “ | 用力很大，少量块 |
| 单、双、三硬脂酸甘油酯混合物 | 40 | “ | 用力大 |
| 双十八烷基二硫化物 | 40 | 立即分解 | 用力很大 |
| 硫代二丙酸双十八烷基酯 | 40 | “ | 可用力分离，成块 |
| 硫代二丙酸二月桂基酯 | 35 | 低压下分解 | 用力大，大块 |
| 双十八烷酰基乙二胺 | 40 | 接解分解 | 中等用力 |
| 四-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯 | 40 | 立即分解 | 用力大 |
| 3-(3，4-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷酯 | 40 | 接触分解 | 用力大，成块 |
| 4，4’-亚联苯二亚膦酸四(2，4-二叔丁基苯基)酯(工业级异构体混合物) | 35 | “ | 用力很大，少量块 |
| 二亚磷酸双十八烷基季戊四醇酯 | 40 | 立即分解 | 用力大，大块 |
| 二亚磷酸双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇酯 | 40 | 立即分解 | 中等用力 |
| 双-3，3-(4-羟基-3-叔丁基苯基)丁酸乙二醇酯 | 40 | “ | ” |
实施例10：
将由含90％重量的熔体与10％重量的结晶物质混合而得的2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的浆液通过一个带有内制齿且齿根部有喷嘴孔的圆柱形喷嘴板通过齿轮转动滴到喷嘴下转过的冷却金属带上。液滴固化并在带的末端被除去。根据实施例9的热贮存实验结果是疏松材料一旦接触到立即分解。
实施例11：
重复实施例10，滚动的圆柱形喷嘴具有内孔且孔基部分另有喷嘴孔。物料用压杵驱动通过喷嘴滴到通过的冷却金属带上(即：由凸轮机械制动)。液滴凝固并在带的末端被除去。如实施例9那样在热条件下贮存，同样也得到立即分解的疏松材料。
实施例12：
借助碾齿轮使由25％重量的熔融物质和75％重量的结晶物质组成的2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮浆液通过一个多孔平板。用脱模到刀将产物切断并落到冷却的金属带。完全结晶的坯料在带的末端被切断。根据实施例9的热贮存实验得到的还是立即分解的疏松材料。
Claims (10)
1.一种贮存稳定的塑料添加剂的制备方法，所述添加剂为UV稳定剂、抗氧剂、热稳定剂、润滑剂、抗静电剂、增粘剂、产生相容性的试剂、助分散剂、酸清洗剂、金属去活化剂、过氧化物清除剂、加工稳定剂、成核剂、荧光增白剂、滑移剂、抗露剂及耐火剂，所述方法包括在第一步中向99.9-10％重量的熔融添加剂材料中加入0.1-90％重量的结晶添加剂材料，在第二步中使此混合物进行成型加工，和在第三步中在冷却传送带上冷却此混合物。
2.权利要求1中所要求的方法，其中使用99.5-25％重量的熔融添加剂材料和0.5-75％重量的结晶添加剂材料的混合物。
3.权利要求1中所要求的方法，其中使用90-30％重量的熔融添加剂材料和10-70％重量的结晶添加剂材料的混合物。
4.权利要求1中所要求的方法，其中使用70-50％重量的熔融添加剂材料和30-50％重量的结晶添加剂材料的混合物。
5.权利要求1-4中任一项所要求的方法，其中成型加工包括使混合物从带有喷嘴的模具中挤出来。
6.权利要求1-4中任一项所要求的方法，其中成型加工包括借助压缩杆使混合物从圆柱形喷嘴装置中挤出来。
7.权利要求1-4中任一项所要求的方法，其中成型加工包括通过内齿轮使混合物从带有内制齿和齿根部有喷嘴孔的圆柱形喷嘴装置中挤出来。
8.权利要求1-4中任一项所要求的方法，其中成型加工包括通过压杵使混合物从带有内孔和孔底部有喷嘴孔的圆柱形喷嘴装置中挤出来。
9.权利要求1-4中任一项所要求的方法，其中成型加工包括借助碾齿轮使混合物通过一个多孔平板挤出。
10.权利要求1-4中任一项所要求的方法，其中成型加工包括借助螺旋挤压机使混合物通过一个多孔平板。
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