CN114207016A - Pvc组合物、用其形成的聚合物复合材料制品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于制备聚合物复合材料制品的聚氯乙烯(PVC)组合物和方法。所述组合物包含(A)矿物填料，所述矿物填料的量为7.5wt.％到75wt.％。所述组合物还包含(B)聚氯乙烯聚合物，所述聚氯乙烯聚合物的量为20wt.％到92wt.％。此外，所述组合物包含(C)聚二有机硅氧烷，所述聚二有机硅氧烷的量大于0至5wt.％；所述(C)聚二有机硅氧烷是式(I)化合物：

Description

PVC组合物、用其形成的聚合物复合材料制品及其制备方法
技术领域
本发明总体上涉及一种聚氯乙烯(PVC)组合物，并且更具体地涉及一种用于制备聚合物复合材料制品的PVC组合物，涉及制备所述PVC组合物的方法以及由所述组合物制备聚合物复合材料制品的方法，并且涉及由此形成的聚合物复合材料制品。
发明内容
聚合物复合材料制品是本领域已知的，并且用于各种最终用途应用中。由于与聚合物复合材料制品相关的成本和期望性质，包含物理和机械性质，因此聚合物复合材料制品越来越受消费者欢迎。
在PVC工业中，通常在复合材料制品中包含填料。填料相对便宜，并且通常用于降低成本。此类复合材料制品通常通过将填料和PVC充分混合以产生混合物来生产。然而，高填料水平会对复合材料制品的性质产生不利影响。例如，大量填料可能会影响关键性质，例如密度、伸长百分比(％)、冲击强度、表面光洁度、熔体流动性、熔体粘度、熔体强度和可加工性。
由于PVC的性质，它不能单独加工。需要其它添加剂(如稳定剂、加工助剂和润滑剂)来获得聚合物的可加工性和性能。通常，这些添加剂在高速混合器/共混器中混合以制成干共混物。高填料水平使其难以形成均匀的干共混物。该系统经常变得布满灰尘且难以处理。填料还倾向于粘在混合器的壁和叶片上，从而导致共混物中的填料低于所需量。填料的粘连也增加了设备的清洁时间，并且也可能增加下一批次的污染。
常规的低成本有机加工助剂通常遭受要求高加载量以实现更快生产速度的缺点，由此影响成本和/或性能性质。另外，许多常规加工助剂可能负面地影响复合材料制品的物理性质并降低其机械性质(抗冲击性、挠曲强度、挠曲模量)，尤其是在升高的使用温度下。常规加工助剂也可以从聚合物复合材料制品迁移，从而随着时间推移负面地影响聚合物复合材料制品的一种或多种性质，如物理性质、外观、感觉、重叠注塑的能力、共挤出的能力、粘附于表面的能力、印刷表面的能力和涂漆聚合物复合材料制品的表面的能力。另外，一些有机加工助剂在较高的应用温度下挥发，这可能导致在聚合物复合材料制品中形成气泡和裂纹，所述气泡和裂纹可能损害这些制品的长期性能。
高填料水平也倾向于增加聚合物体系的密度。增加的密度增加了最终复合材料制品的重量，这进而可能增加相关运输成本。发泡时，高填料水平也会抑制聚合物的膨胀。
高填料水平通常使聚合物体系变得剪切敏感。这些系统表现出更高的剪切稀化行为。
虽然无机填料的使用可能会增加炭含量，从而改善烟气和火焰性质，但机械性能如伸长百分比(％)和冲击强度通常会因此而降低。
当前的PVC组合物需要牺牲至少一种性质以造福于另一种性质。例如，可以配制PVC组合物以改善冲击强度但会降低伸长百分比(％)，或者它可以改善表面光洁度但会降低吞吐量，或者它可以提供所需的密度但会影响其它物理性质。
期望提供一种解决一个或多个上述问题的具有高填料含量的聚合物体系。
发明内容
本发明提供了一种用于制备聚合物复合材料制品的聚氯乙烯组合物。所述组合物包含(A)填料，所述填料的量为7.5wt.％到75wt.％。所述组合物还包含(B)聚氯乙烯聚合物，所述聚氯乙烯聚合物的量为20wt.％到92wt.％。此外，所述组合物包含(C)聚二有机硅氧烷，所述聚二有机硅氧烷的量大于0wt.％至5wt.％；所述(C)聚二有机硅氧烷是式(I)化合物：
Figure BDA0003496424210000031
，其中每个R是独立选择的不含脂肪族不饱和度的1至18个碳原子的单价烃基，并且下标x的值足以使(C)聚二有机硅氧烷在具有#CP-52主轴的布鲁克菲尔德(brookfield)DV-III锥板粘度计上在25℃下在0.1RPM至50RPM下测量的粘度大于350mPa·s至100,000mPa·s。组分(A)-(C)的范围按所述组合物中的组分(A)、(B)和(C)的总重量计。
还提供了一种制备所述组合物的方法。制备所述组合物的所述方法包括将所述(A)矿物填料、所述(B)聚合物和所述(C)聚二有机硅氧烷组合，由此制备所述组合物。
进一步地，本发明提供了一种用于制备聚合物复合材料制品的方法。所述方法包括由所述组合物制备所述聚合物复合材料制品。另外，还提供了根据所述方法形成的聚合物复合材料制品。
具体实施方式
本发明提供了一种用于制备聚合物复合材料制品的组合物。如以下所描述的，所述聚合物复合材料制品具有优异的物理性质，并且适用于无数的最终用途应用中。以下还提供和描述了制备聚合物复合材料制品的方法以及由此形成的聚合物复合材料制品。
用于制备聚合物复合材料制品的组合物包含：(A)填料，所述填料的量为10wt.％到90wt.％；(B)聚合物，所述聚合物的量为10wt.％到90wt.％；以及(C)聚二有机硅氧烷，所述聚二有机硅氧烷的量大于0wt.％到10wt.％；各自按组合物中的组分(A)、(B)、(C)的总重量计。
所述组合物包含：(A)填料，所述填料的量为10wt.％至90wt.％；(B)聚氯乙烯聚合物，所述聚合物的量为10wt.％至90wt.％；(C)聚二有机硅氧烷，所述聚二有机硅氧烷的量大于0wt.％至5wt.％；其中所述(C)聚二有机硅氧烷是式(I)化合物：
Figure BDA0003496424210000041
，其中每个R是独立选择的不含脂肪族不饱和度的1至18个碳原子的单价烃基，下标x的值足以使(C)聚二有机硅氧烷在具有#CP-52主轴的布鲁克菲尔德DV-III锥板粘度计上在25℃下在0.1RPM至50RPM下测量的粘度大于350mPa·s至100,000mPa·s。组分(A)-(C)的范围按所述组合物中的组分(A)、(B)和(C)的总重量计。
组分(A)矿物填料
组合物包含(A)矿物填料。(A)矿物填料可以在用于制备聚合物复合材料制品的组合物和如此制备的复合材料制品中形成不连续相。
(A)矿物填料可以是未处理的、预处理的或与任选填料处理剂结合添加的，所述任选填料处理剂当如此添加时，可以在原位或在将(A)矿物填料掺入到组合物中之前处理所述(A)矿物填料。当处理时，(A)矿物填料可以通过本领域已知的任何常规填料处理剂处理。(A)矿物填料可以是单一填料或两种或更多种填料的组合，所述填料在至少一种性质上不同，如填料的类型、制备方法、处理或表面化学、填料组成、填料形状、填料表面面积、平均粒度和/或粒度分布。
优选地，(A)矿物填料占PVC组合物中填料总重量的至少90wt.％，即PVC组合物可包含至多10wt.％的非矿物填料。更优选地，(A)矿物填料占PVC组合物中填料总重量的至少95wt.％。甚至更优选地，PVC组合物中的填料基本上由至少一种矿物填料或由至少一种矿物填料组成。如本文所用，“基本上由...组成”意指存在于PVC组合物中的除矿物填料之外的任何填料不会不利地影响PVC组合物的任何物理性质和/或PVC组合物的可加工性。优选地，PVC组合物包含小于5wt.％的木质纤维素填料或有机填料。更优选地，PVC组合物不包含木质纤维素填料或有机填料。
(A)矿物填料的形状和尺寸也没有特别限制。例如，(A)矿物填料可以是球形、矩形、卵形、不规则形，并且可以呈例如粉末、纤维、颗粒及其组合的形式。尺寸和形状通常基于所利用的(A)矿物填料的类型、包含在组合物内的其它组分的选择以及由此形成的聚合物复合材料制品的最终用途应用来选择。
可以充当增容填料或增强填料的矿物填料的非限制性实例包括石英和/或碎石英、氧化铝、氧化镁、二氧化硅(例如，气相的、研磨的、沉淀的)、水合硅酸镁、碳酸镁、白云石、硅树脂、硅灰石、皂石、高岭石、高岭土、云母白云母、金云母、多水高岭土(水合硅酸铝)、硅酸铝、铝硅酸钠、玻璃(纤维、珠粒或颗粒，包含回收的玻璃，例如来自风力涡轮机或其它来源)、粘土、磁铁矿、赤铁矿、碳酸钙(如沉淀的、气相的和/或研磨的碳酸钙)、硫酸钙、硫酸钡、偏硅酸钙、氧化锌、滑石、硅藻土、氧化铁、粘土、云母、白垩、二氧化钛(二氧化钛(titania))、氧化锆、石墨、无烟煤、褐煤、氧化镁、氢氧化镁、碱性硫酸镁纤维(magnesiumoxysulfate fiber)、三水合铝、含水氧化铝(aluminum oxyhydrate)、颜料(例如，二氧化钛，钠、钾、镁、钙和钡的非水合、部分水合或水合的氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、铬酸盐、碳酸盐、氢氧化物、磷酸盐、磷酸氢盐、硝酸盐、氧化物和硫酸盐)；五氧化二锑、三氧化二锑、氧化铍、氧化铬、锌钡白、硼酸盐如硼酸锌、偏硼酸钡或硼酸铝、混合金属氧化物如蛭石、膨润土、浮石、珍珠岩、粉煤灰、粘土和硅胶；叶蜡石、海泡石、锡酸锌、硫化锌及其组合。可替代地，增容填料或增强填料可以选自由以下组成的组：碳酸钙、滑石和其组合。
增容填料是本领域已知的，并且可商购获得；如由西弗吉尼亚州伯克利斯普林斯的美国二氧化硅公司(U.S.Silica of Berkeley Springs,WV)以商品名MIN-U-SIL销售的研磨二氧化硅。合适的沉淀的碳酸钙包含来自Solvay的WinnofilTMSPM和来自SMI的Ultra-pflexTM和Ultra-pflexTM100。
按组合物中(A)、(B)和(C)的总重量计，(A)矿物填料以以下量存在于组合物中：7.5到75，可替代地10到65，可替代地20到60，并且可替代地49.5到60重量百分比。本文中包括并公开了7.5至75重量百分比之间的所有终点和子范围。例如，按组合物中(A)、(B)和(C)的总重量计，(A)矿物填料可以以下量存在：至少7.5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45或至少50重量百分比。相对于组合物中(A)、(B)和(C)的总重量，(A)矿物填料可以以下量存在：75wt.％或更少、70wt.％或更少、65wt.％或更少、或60wt.％或更少。可替代地，对于某些应用，期望使组合物中(A)矿物填料的相对量最大化，这降低其总成本，只要维持或获得用其形成的聚合物复合材料制品的期望性质。本领域技术人员应理解，(A)矿物填料的量可以为此目的改变，包含成本和所得性质的平衡，以及其它任选组分的存在或不存在，如以下所描述的。
(B)PVC聚合物
组合物进一步包含(B)PVC聚合物。所述PVC聚合物可以在用于制备聚合物复合材料制品的组合物和由其制备的复合材料制品中形成连续相的全部或一部分。(B)PVC聚合物的选择通常是用所述组合物形成的聚合物复合材料制品的期望最终用途应用的函数，因为各种聚合物具有不同的熔点温度(和/或玻璃化转变温度)和物理/机械性质，以及合适的或可接受的连续用途应用温度。在某些实施例中，(B)PVC聚合物的软化点温度小于组合物中其它组分的降解温度。在这些实施例中，(B)PVC聚合物的软化点温度小于250℃，可替代地小于225℃，可替代地小于200℃。软化点温度也可以称为加工温度。在至少一个实施例中，(B)PVC聚合物的软化点温度范围为150℃至250℃，例如160℃至220℃或170℃至210℃。优选地，(B)PVC聚合物是粉末。
弹性体和/或橡胶可以添加到(B)PVC聚合物中或与所述(B)PVC聚合物配混以修改或改进性质，如冲击强度。优选地，(B)PVC聚合物包含至少一种丙烯酸加工添加剂。添加剂可以包括本领域已知的那些，例如由Stevenson等人,《聚氯乙烯塑料工艺杂志(Journal ofVinyl Technology)》，1993年12月，第15卷，第4期，第244-251页中公开的添加剂，所述文献以引用方式并入本文。
在某些实施例中，PVC组合物中的聚合物基本上由PVC聚合物组成。“基本上由……组成”意指(B)PVC聚合物可以包含除聚乙烯化合物之外的一种或多种另外的聚合物，只要此类另外的聚合物可以与(B)PVC聚合物一起加工以形成聚合物复合材料制品。在(B)PVC聚合物不由PVC聚合物组成时，按组合物中利用的(B)PVC聚合物的总重量计，(B)PVC聚合物通常包含以下量的PVC聚合物：至少50wt.％，可替代地至少60wt.％，可替代地至少65wt.％，可替代地至少70wt.％，可替代地至少75wt.％，可替代地至少80wt.％，可替代地至少85wt.％，可替代地至少90wt.％，可替代地至少95wt.％，可替代地至少96wt.％，可替代地至少97wt.％，可替代地至少98wt.％，可替代地至少99wt.％。
(B)PVC聚合物可以进一步包括弹性体。弹性体的非限制性实例包含丁苯橡胶、聚醚聚氨酯橡胶、聚酯聚氨酯橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶(氯丁橡胶(neoprene))、聚丙烯酸酯橡胶、乙烯丙烯酸酯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)、乙丙橡胶(EPR)、氟硅橡胶、氟碳橡胶、全氟化弹性体(perfluoriantedelastomer)、丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚异戊二烯橡胶、聚硫橡胶、乙烯丙烯酸酯橡胶、表氯醇橡胶(epichlorohydrine rubber)、全氟橡胶(例如，KalrezTM)、聚硫橡胶、氯化聚乙烯(例如，包括至多40重量百分比氯的氯化聚乙烯)和其组合。
当(B)PVC聚合物包括除了PVC之外的聚合物时，(B)PVC聚合物可进一步包括至少一种与PVC完全或部分热力学混溶的聚合物。此类聚合物包括但不限于聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚环氧乙烷(PEO)、热塑性聚氨酯(TPU)、聚己内酯(CPL)和苯乙烯-丙烯腈树脂(SAN)。其它热力学混溶聚合物是本领域中已知的并且公开于例如Robeson,L.M.(1990)，含有聚(氯乙烯)的混溶聚合物共混物(Miscible polymer blends containing poly(vinylchloride))《乙烯和添加剂技术杂志(J.Vinyl Addit.Technol.)》,12:89-94，所述文献以引用方式并入本文。
不管所利用的(B)PVC聚合物如何，(B)PVC聚合物可以包括原生聚合物(virginpolymer)和/或回收聚合物。如果利用的话，所述回收聚合物可以来源于工业生产流，以及来源于工业后和/或消费后来源(post-consumer source)。(B)PVC聚合物的选择以及原生聚合物与回收聚合物的任何比率(如果共同利用)通常是成本以及由此形成的聚合物复合材料制品的期望性质的函数。
PVC组合物中(A)矿物填料的量大于(B)PVC聚合物的量，即(A)矿物填料与(B)PVC聚合物的比率大于1。
按组合物中(A)、(B)和(C)的总重量计，(B)PVC聚合物以以下量存在于组合物中：20至92，可替代地35至90，以及可替代地40至49.5重量百分比。例如，按组合物中(A)、(B)和(C)的总重量计，(B)PVC聚合物可以以下量存在于组合物中：至少20、至少25、至少30、至少35或至少40重量百分比。按组合物中(A)、(B)和(C)的总重量计，(B)PVC聚合物可以以下量存在于组合物中：92wt.％或更少、90wt.％或更少、85wt.％或更少、80wt.％或更少、75wt.％或更少、70wt.％或更少、65wt.％或更少、60wt.％或更少或55wt.％或更少。在具体实施例中，期望使组合物中(B)PVC聚合物的相对量最小化，这可以根据选择降低其总成本，只要维持或获得用其形成的聚合物复合材料制品的期望性质。本领域技术人员应理解，(B)PVC聚合物的量可以为此目的改变，包含成本和所得性质的平衡，以及其它任选组分的存在或不存在，如以下所描述的。
(C)聚二有机硅氧烷
组合物进一步包含(C)聚二有机硅氧烷。式(I)的(C)聚二有机硅氧烷：
Figure BDA0003496424210000081
，其中每个R是独立选择的不含脂肪族不饱和度的1至18个碳原子的单价烃基，并且下标x的值足以使聚二有机硅氧烷在具有#CP-52主轴的布鲁克菲尔德DV-III锥板粘度计上在25℃下在0.1RPM至50RPM下测量的粘度大于350mPa·s至100,000mPa·s。本领域技术人员将认识到旋转速率随着粘度增加而降低，并且在使用该测试方法测量粘度时将能够选择合适的旋转速率。可替代地，粘度可以是5,000mPa.s至20,000mPa.s，可替代地5,000mPa.s至15,000mPa.s，可替代地5,000mPa.s至12,500mPa.s，所述粘度根据上述测试方法在5RPM下测量。
可替代地，每个R可以是1至18个碳原子、可替代地1至12个碳原子、可替代地1至6个碳原子并且可替代地1至4个碳原子的烷基。合适的烷基包括甲基、乙基、丙基(包括正丙基和异丙基)和丁基(包括正丁基、叔丁基、仲丁基和异丁基)。或者，每个R可以是甲基。
合适的聚二有机硅氧烷可以通过本领域已知的方法制备，例如适当的有机卤代硅烷单体的水解和缩合和/或任选地封端的线性和环状聚有机硅氧烷的平衡。聚二有机硅氧烷可以是可商购获得的三甲基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷。粘度大于350mPa·s至100,000mPa·s的三甲基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂有限公司(Dow Silicones Corporation of Midland,Michigan,USA.)商购获得。
(C)有机聚硅氧烷可以包括两种或更多种可以独立选择的不同有机聚硅氧烷。通常，(C)有机聚硅氧烷充当组合物和聚合物复合材料制品中的加工助剂。在不希望受理论束缚的情况下，(C)有机聚硅氧烷可以是内部和/或外部加工助剂。然而，(C)有机聚硅氧烷还可以用于其它目的，除了或可替代地用作加工助剂之外，例如，用于修改组合物和聚合物复合材料制品的物理或机械性质。
一般而言，(A)矿物填料、(B)PVC聚合物和(C)有机聚硅氧烷的组合可以实现各种优点。例如，在将组合物在挤出机中进行混合时，(A)矿物填料、(B)PVC聚合物和(C)有机聚硅氧烷的组合通常降低组合物在挤出机中的熔融温度。熔融温度的降低是指组合物在挤出机和布拉本德机(Brabender)中的温度与组合物(和挤出机)中任何一种单独组分的熔点温度相反。重要的是，所述熔融温度的降低允许在降低的温度下加工组合物，这提供了无数的益处，包含成本和美观。例如，某些填料(如木质纤维素填料)可能在组合物的某些升高的加工温度下焦化或降解，通常要求所述温度使所述组合物可流动。(A)矿物填料、(B)PVC聚合物和(C)有机聚硅氧烷的组合的使用允许在降低的温度下制备聚合物复合材料制品，而不降解、焦化或以其它方式有害地影响(A)矿物填料和聚合物复合材料制品的其它方面。此外，在将组合物在挤出机中进行混合时，通常通过(A)矿物填料、(B)PVC聚合物和(C)有机聚硅氧烷的组合来降低挤出机的扭矩。降低的扭矩允许更大的输出，从生产吞吐量的角度来看这一点尤其重要。
在某些实施例中，(i)与(A)矿物填料和(B)PVC聚合物而没有(C)聚二有机硅氧烷的混合物的挤出加工温度相比，挤出加工温度降低；和/或(ii)与在挤出(A)矿物填料和(B)PVC聚合物而没有(C)聚二有机硅氧烷的的混合物时挤出机的扭矩相比，在混合组合物时挤出机的扭矩降低。挤出加工温度是组合物在挤出机中通常可加工的温度，例如，用于熔融组合物中的(B)PVC聚合物和其它组分。挤出加工温度与组合物中任何一种组分的熔点温度不同。
按组合物中(A)、(B)和(C)的总重量计，(C)聚二有机硅氧烷可以以下量存在：大于0至5、可替代地0.1至2.5、以及可替代地0.5至1重量百分比。例如，按组合物中(A)、(B)和(C)的总重量计，(C)聚二有机硅氧烷可以以下量存在：至少0.1、至少0.25或至少0.5重量百分比。按组合物中(A)、(B)和(C)的总重量计，(C)聚二有机硅氧烷可以以下量存在：5wt.％或更少、4wt.％或更少、3wt.％或更少、或2.5wt.％或更少。
(C)聚二有机硅氧烷可以以纯净(未掺杂)的形式利用，但是可替代地可以以任何其它合适的形式提供，所述聚二有机硅氧烷可以例如以稀释液体形式与前述载剂媒剂组合的形式提供，或可替代地可以以固体形式提供。在某些实施例中，(C)聚二有机硅氧烷在25℃下是液体。
在某些实施例中，除了组分(A)矿物填料、(B)聚合物和(C)聚二有机硅氧烷之外，用于制备如上所述的聚合物复合材料制品的组合物进一步包含一种或多种选自以下的添加剂：着色剂(例如，颜料和/或染料)、发泡剂(例如，化学和/或物理)、UV和/或光稳定剂、加工助剂、防腐剂、杀生物剂(例如，杀真菌剂、除草剂、杀虫剂、抗微生物剂)、阻燃剂和/或抑烟剂、冲击改性剂、热稳定剂和润滑剂。这些组分是本领域中已知的并且可以根据常规实践来使用。如果利用，按组合物的总重量计，每种添加剂可以以大于0重量百分比到30重量百分比的量存在于组合物中。所述组合物还可以包含其它任选的添加剂，如本领域已知的。此类添加剂描述于例如，Walker、Benjamin M.和Charles P.Rader编辑,《热塑性弹性体手册(Handbook of thermoplastic elastomers)》,纽约：范诺斯特兰-雷因霍尔德(VanNostrand-Reinhold),1979；Murphy、John编辑,《塑料添加剂手册(Additives forplastics handbook)》,爱思唯尔(Elsevier),2001；所述文献通过引用并入本文。
还提供了一种用于制备聚合物复合材料制品的方法。所述方法包括由所述组合物制备所述聚合物复合材料制品。在某些实施例中，所述方法进一步包括形成组合物。所述组合物通过将至少组分(A)矿物填料、(B)PVC聚合物和(C)聚二有机硅氧烷与存在于组合物中任何任选的组分组合来形成。
组合物的组分可以以任何顺序并且通过任何合适的方式组合。在某些实施例中，例如，(B)PVC聚合物可以在组合物形成之前、期间和/或之后熔融。例如，(B)PVC聚合物可以在将组分组合之前和/或期间加热，使得(A)矿物填料和(C)聚二有机硅氧烷与(B)PVC聚合物的熔融形式组合。(A)矿物填料和(C)聚二有机硅氧烷可以以任何顺序与(B)PVC聚合物的熔融形式组合，例如，单独地、顺序地、一起或同时地。可替代地，然而，在加热或熔融(B)PVC聚合物之前，可以将(B)PVC聚合物与(A)矿物填料和(C)聚二有机硅氧烷组合，使得在制备组合物时，(B)PVC聚合物呈固体且未熔融或未软化的形式。可替代地，(A)矿物填料和(C)聚二有机硅氧烷可以组合和加热，然后在制备组合物时以固体或液体形式添加到(B)PVC聚合物中。
优选地，将(A)矿物填料和(B)PVC聚合物组合在一起形成粉末母料。然后将(C)聚二有机硅氧烷与粉末母料组合并使其被粉末吸收，之后可以进一步共混以确保(C)聚二有机硅氧烷均匀分散。
(B)PVC聚合物的熔点温度(或玻璃化转变温度)通常是所利用的(B)PVC聚合物的函数。例如，某些种类的聚合物具有与其它种类的聚合物不同的熔点温度。在某些实施例中，将(B)PVC聚合物在组合物形成之前、期间和/或之后加热到大于(B)聚合物的熔点温度的温度，例如，高于(B)聚合物的熔点温度的10到90℃，可替代地10到40℃。这确保了(B)聚合物的熔融而不是仅使其软化。可替代地，较低的温度可以与剪切或混合组合使用，以确保(B)聚合物的软化和/或熔融。
用于制备聚合物复合材料制品的组合物可以在用合适的混合设备进行混合或剪切下形成。例如，组合物可以在配备有搅拌器和/或混合叶片的容器中形成。所述容器可以是例如密闭式混合器，如班伯里、西格玛(Z)叶片或腔穴传递式混合器。可替代地或另外，组合物可以在挤出机中形成或通过挤出机加工，所述挤出机可以是任何挤出机，例如，具有旋转和/或往复式(共捏合机)螺杆的单螺杆挤出机以及包括两个或更多个螺杆的多螺杆装置，所述两个或更多个螺杆可以切向地或部分地/完全地相互啮合地对齐，在共旋转方向或反旋转方向上旋转。可替代地，锥形挤出机可以用于形成本文所描述的组合物。
如以上所介绍的，所述方法还包括由用于制备聚合物复合材料制品的组合物制备所述聚合物复合材料制品。所述组合物可以在例如容器中形成，并且随后用单独的设备将其从所述容器中去除以形成聚合物复合材料制品。可替代地，相同的设备可以用于制备组合物并且随后形成聚合物复合材料制品。例如，组合物可以在挤出机中制备和/或混合，并且所述挤出机可以用于制备具有所述组合物的聚合物复合材料制品。可替代地，聚合物复合材料制品可以通过模制来形成，例如，用注射或传递模制工艺。所述组合物可以在模具中原位形成，或独立地形成，并且一旦形成就安置在所述模具中。仍可替代地，聚合物复合材料制品可以是薄膜。在此类实施例中，所述组合物可以形成或安置于容器中，任选地在升高的温度下在混合下，并且安置于设备中或设备上以由所述组合物制备薄膜。用于由组合物，特别是包含热塑性塑料(如组合物的(B)PVC聚合物)的那些组合物制备薄膜的此类设备和技术是本领域所熟知的。
在某些实施例中，由组合物制备聚合物复合材料物制品进一步包括将所述组合物形成为期望形状。期望形状取决于聚合物复合材料制品的最终用途应用。本领域技术人员理解可以如何基于聚合物复合材料制品的期望形状来选择和产生用于挤出的模口和用于模制的模具。
在某些实施例中，所述方法在挤出机(如双螺杆挤出机)中连续或半连续执行(其中螺杆同时地旋转，部分地或完全地相互啮合，可替代地所述螺杆反向旋转，切向地或部分地或完全地相互啮合地对齐)。在一个实施例中，(C)聚二有机硅氧烷与(A)矿物填料和(B)PVC聚合物同时地安置于挤出机中。可替代地，(C)聚二有机硅氧烷可以在熔融(B)PVC聚合物之后并在添加(A)矿物填料之前安置于挤出机中。可替代地，(C)聚二有机硅氧烷可以在(A)矿物填料和(B)PVC聚合物之后并在聚合物复合材料制品离开挤出机之前安置于挤出机中。可替代地，可以将(A)矿物填料与(C)聚二有机硅氧烷同时地安置于挤出机中，其中将其加热以用(C)聚二有机硅氧烷对(A)矿物填料进行表面处理，然后将(B)PVC聚合物安置于挤出机中以产生混合物，并将温度升高到适用于配混混合物和形成聚合物复合材料制品的温度。挤出机可以具有一个或多个区，如1到3个区或3到8个区或1到12个区，在所述一个或多个区中可以添加起始材料。可以在不同的温度下加热这些区。
本发明的聚合物复合材料制品不受限制并且可以被定制用于无数的最终用途应用和工业。仅通过举例，聚合物复合材料制品可以用于或用作以下：管子；管道；软管；绝缘(例如，热绝缘和/或电绝缘)制品；汽车组件或应用，包括内部组件，例如地毯；消费产品和应用、工业或商业产品和应用、航空航天产品和应用、运输产品和应用、飞机产品和应用、电子产品和应用、住宅或商业建筑和建筑产品和应用，例如，装饰、栏杆、壁板、围墙、窗框、地板等。
已经以说明性方式对本发明进行了描述，并且应理解的是，已经使用的术语在本质上是用于说明而不是限制。显然，鉴于以上教导，本发明的许多修改和变形是可能的。本发明可以按不同于具体描述的方式来实践。
工业适用性
在不希望受理论束缚的情况下，据认为(C)聚二有机硅氧烷可以为本文所描述的聚合物复合材料和/或用于制备其的工艺提供一种或多种益处。这些益处包括：
发泡聚合物组合物的密度降低；导致成本降低；
发泡聚合物组合物的膨胀率更高，导致在相同发泡剂和加工助剂加载水平、高效、成本效益制剂下产品更稠；
通过较低水平的灰尘和/或填料粘附到共混器和叶片上，更好地混合，从而易于清洁共混器；
提高熔体强度，实现稳健的加工，使膨胀、最大气体控制最大化；
增加炭含量，从而获得更好的阻燃和抑烟性能；
摩擦性能改进，耐磨性更好
剪切稀化更低，导致加工窗口更宽；
发泡制品的泡孔结构得到改善；
配混期间扭矩较低可能导致加工功耗降低，并可以实现较高吞吐量以提高生产产率；
配混吞吐量增加和或能量消耗降低；
在配混和模制期间，更好的填料分散性和减少的玻璃纤维破裂(如果使用玻璃纤维)；
由于熔体流动得到改善而模制更薄壁的能力；
包含高填料加载量，从而导致成本节约的能力；
脱模期间较低的废品率；
更好的表面品质和/或光洁度，这在更高填料水平下可能是一个挑战；
伸长率改进，与较高填料加载量无关
冲击强度改进，与较高填料加载量无关
融合特征改进，
即使在较高填料加载量下也能保持或改进关键性能，从而在降低化合物成本的同时获得更好的性能和加工
熔体流变性改进导致化合物对剪切敏感性较低，从而提供稳健的加工改善的疏水性；
利用更大比例的回收聚合物或不同等级的能力；和/或
实现改善强度和其它性质的添加剂。
实例
实例A1至A12
下表1示出了用于制备实例A1至A12和比较实例C1和C2的组合物的组分的类型和量。通过依次添加表1中的材料来制备示例性聚氯乙烯制剂。在约20分钟内通过以下方式制备母料：在室温下将PVC聚合物添加到Gunther Papenmeier/Welex共混器中、将功率提高到15A、在125°F下添加热稳定剂、在150°F下添加润滑剂包、在170°F下添加冲击改性剂、在190°F下添加TiO2并且在195°F下添加CaCO3。使用小型共混器在室温下对硅氧烷进行后共混。
表1：
Figure BDA0003496424210000151
Figure BDA0003496424210000161
1.来自国华公司(Formosa)的
Figure BDA0003496424210000162
622，具有如根据ASTM D-5225所测量的0.91的特性粘度和如根据ASTM D-1895所测量的0.52g/cm3的堆积密度
2.来自PMC乙烯添加剂公司(PMC Vinyl Additives)的
Figure BDA0003496424210000163
TM181
3.润滑剂包含有来自Amerilube的固体石蜡165、来自诺哈克公司(Norac)的LD 10硬脂酸钙和来自霍尼韦尔公司(Honeywell)的
Figure BDA0003496424210000164
629
4.来自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的PARALOIDTMKMX-100
5.来自欧米亚公司(Omya)的
Figure BDA0003496424210000165
UFT
6.SPA1是羟基封端的硅氧烷，在25℃下的粘度为13,500cst，可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂公司(Dow Silicones Corporation of Midland,Michigan,USA)商购获得
7.SPA2是三甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，在25℃下的粘度为5,000mPa·s，可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂公司商购获得
8.SPA3是三甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，在25℃下的粘度为12,500mPa·s，可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂公司商购获得
在具有0.3mm间隙的Collin电辊研磨机上在185℃下将表1的组合物研磨3分钟以从每种组合物得到研磨片，然后在190℃下将所述研磨片压模以形成3.2mm厚的板。使用LabScan(HunterLab)测量板的颜色性能，并且评估缺口伊佐德冲击强度(notched Izodimpact strength)(根据ASTM D256所测量的)。这些物理性质列出于下表2中。
表2：
Figure BDA0003496424210000171
如上表2所示，含有三甲基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷的实例指示在加工期间颜色稳定性增强且加工窗口可能更宽。含有三甲基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷的实例表现出更高的冲击强度。
测量在实例A1至A12和比较实例C1和C2中制备的复合材料的另外物理性质并且列出于下表3和4中。表3中列出的物理性质是根据ASTM D638使用类型5拉伸棒和0.5英寸/分钟的速率测量的。物理性质列出于表4中(其涉及布拉本德流变学压实和融合时间(Brabender Rheology Compaction and Fusion Time))，使用可从德国杜伊斯堡(Duisburg,Germany)的布拉本德GmbH和Co.KG商购获得的布拉本德混合器测量扭矩，其中操作条件维持在60RPM、185℃和65克树脂下。
表3：
Figure BDA0003496424210000181
表4：
Figure BDA0003496424210000182
Figure BDA0003496424210000191
实例A13和A14以及比较实例C3
下表5示出了用于制备实例A13和A14和比较实例C3的组合物的组分的类型和量。实例A13和A14以及比较实例C3分别具有与上述实例A8和A12以及比较实例C2相同的组成。通过依次添加表5中的材料来制备示例性聚氯乙烯制剂。在约20分钟内通过以下方式制备母料：在室温下将PVC聚合物添加到Gunther Papenmeier/Welex共混器中、将功率提高到15A、在125°F下添加热稳定剂、在150°F下添加润滑剂包、在170°F下添加冲击改性剂、在190°F下添加TiO2并且在195°F下添加CaCO3。然后使母料粉末冷却至室温。然后将硅氧烷添加到母料粉末中。在硅氧烷被母料粉末吸收后，将混合物放入实验室华林(Waring)共混器中并共混几分钟以实现均匀的硅氧烷分散。
表5：
Figure BDA0003496424210000201
1.来自国华公司(Formosa)的
Figure BDA0003496424210000202
622，具有如根据ASTM D-5225所测量的0.91的特性粘度和如根据ASTM D-1895所测量的0.52g/cm3的堆积密度
2.来自PMC乙烯添加剂公司(PMC Vinyl Additives)的
Figure BDA0003496424210000203
TM181
3.润滑剂包含有来自Amerilube的固体石蜡165、来自诺哈克公司(Norac)的LD 10硬脂酸钙和来自霍尼韦尔公司(Honeywell)的
Figure BDA0003496424210000204
629
4.来自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的PARALOIDTMKMX-100
5.来自欧米亚公司(Omya)的
Figure BDA0003496424210000205
UFT
6.SPA1是羟基封端的硅氧烷，在25℃下的粘度为13,500cst，可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂公司(Dow Silicones Corporation of Midland,Michigan,USA)商购获得
7.SPA3是三甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，在25℃下的粘度为12,500mPa·s，可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂公司商购获得
在具有0.3mm间隙的Collin电辊研磨机上在185℃下将表中所列出的配制的PVC研磨3分钟，然后在190℃下将研磨片模压成3.2mm厚的板。评估了缺口伊佐德冲击强度(根据ASTM D256测量)。这些物理性质列出于下表6中。
表6：
Figure BDA0003496424210000211
实例A15至A20
下表7示出了用于制备实例A15至A20和比较实例C4的组合物的组分的类型和量。通过依次添加表7中的材料来制备示例性PVC制剂。在约20分钟内通过以下方式制备母料：在室温下将PVC聚合物添加到Gunther Papenmeier/Welex共混器中、将功率提高到15A、在125°F下添加热稳定剂、在150°F下添加润滑剂包、在170°F下添加冲击改性剂、在190°F下添加TiO2并且在195°F下添加CaCO3。在室温下后添加硅氧烷，然后在布拉本德机中熔融。
表7：
Figure BDA0003496424210000212
1.根据西方化学公司(OxyVinyls)内部测试方法，来自西方化学公司的OxyVinyls225P，具有0.880–0.920的特性粘度和0.515–0.575g/cm3的堆积密度
2.来自PMC乙烯添加剂公司(PMC Vinyl Additives)的
Figure BDA0003496424210000222
TM181
3.润滑剂包含有来自Amerilube的固体石蜡165、来自诺哈克公司(Norac)的LD 10硬脂酸钙和来自霍尼韦尔公司(Honeywell)的
Figure BDA0003496424210000223
629
4.来自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的PARALOIDTMKMX-100
5.来自欧米亚公司(Omya)的
Figure BDA0003496424210000224
UFT
6.SPA1是羟基封端的硅氧烷，在25℃下的粘度为13,500cst，可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂公司(Dow Silicones Corporation of Midland,Michigan,USA)商购获得
7.SPA2是三甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，在25℃下的粘度为5,000mPa·s，可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂公司商购获得
8.SPA3是三甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，在25℃下的粘度为12,500mPa·s，可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂公司商购获得
在布拉本德机中在185℃下以60RPM将表7的组合物混合7分钟，然后在室温(20℃)下将熔融聚合物压模成3.2mm厚的板。融合流变性示出于表8中，它表明在含有硅氧烷的样品中压实和融合扭矩显着降低。
表8：
Figure BDA0003496424210000221
Figure BDA0003496424210000231
如下表9所示，使用0.2英寸/分钟的十字头速率测量缺口伊佐德冲击强度(ASTMD256)和根据ASTM D638的拉伸性能。含有硅氧烷的实例显示出相当的屈服应力、相似或更高的断裂应力以及相似或更高的模量。
表9：
Figure BDA0003496424210000232
第二组实例与实例A15至A20中的那些类似地配制，其中用滑石代替至多所有的原始碳酸钙填料，如下表10所示。使用与先前对实例A15至A20所述相同的过程和测试方案。与含有相应水平的碳酸钙的制剂相比，含有滑石粉的制剂在流变学方面没有显示出显着差异。滑石粉和硅氧烷对PVC制剂的机械性质的影响相互交织，一些组合具有显着更高的冲击强度和延展性能。总之，仅使用4phr滑石粉与12phr碳酸钙相比，也实现了更高模量。
表10：
Figure BDA0003496424210000241
1.根据西方化学公司(OxyVinyls)内部测试方法，来自西方化学公司的OxyVinyls225P，具有0.880–0.920的特性粘度和0.515–0.575g/cm3的堆积密度
2.来自PMC乙烯添加剂公司(PMC Vinyl Additives)的
Figure BDA0003496424210000242
TM181
3.润滑剂包含有来自Amerilube的固体石蜡165、来自诺哈克公司(Norac)的LD 10硬脂酸钙和来自霍尼韦尔公司(Honeywell)的
Figure BDA0003496424210000243
629
4.来自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的PARALOIDTMKMX-100
5.来自欧米亚公司(Omya)的
Figure BDA0003496424210000244
UFT
6.SPA1是羟基封端的硅氧烷，在25℃下的粘度为13,500mPa·s，可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂公司(Dow Silicones Corporation of Midland,Michigan,USA)商购获得
7.SPA2是三甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，在25℃下的粘度为5,000mPa·s，可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂公司商购获得
8.SPA3是三甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，在25℃下的粘度为12,500mPa·s，可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂公司商购获得
表11：
Figure BDA0003496424210000251
表12：
Figure BDA0003496424210000252
Figure BDA0003496424210000261
实例B1至B6(PVC泡沫装饰)
下表13示出了用于制备实例B1至B6和比较实例C8和C9的组合物的组分的类型和量。通过依次添加表13中的材料来制备示例性PVC制剂。在约20分钟内通过以下方式制备母料：在室温下将PVC聚合物添加到Gunther Papenmeier/Welex共混器中、将功率提高到15A、在125°F下添加热稳定剂、在150°F下添加润滑剂包、在170°F下添加冲击改性剂、在190°F下添加TiO2并且在195°F下添加CaCO3。在室温下后添加硅氧烷，然后在布拉本德机中熔融。
表13：
Figure BDA0003496424210000262
Figure BDA0003496424210000271
1.来自国华公司(Formosa)的
Figure BDA0003496424210000272
614，具有如根据ASTM D-5225所测量的0.73的特性粘度和如根据ASTM D-1895所测量的0.56g/cm3的堆积密度
2.来自PMC乙烯添加剂公司(PMC Vinyl Additives)的
Figure BDA0003496424210000273
TM181
3.润滑剂包含有来自Amerilube的固体石蜡165、来自诺哈克公司(Norac)的LD 10硬脂酸钙和来自霍尼韦尔公司(Honeywell)的
Figure BDA0003496424210000274
629
4.来自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的SurecelTM467
5.来自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的ParaloidTMK-175
6.来自欧米亚公司(Omya)的
Figure BDA0003496424210000275
UFT
7.SPA1是羟基封端的硅氧烷，在25℃下的粘度为13,500mPa·s，可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂公司(Dow Silicones Corporation of Midland,Michigan,USA)商购获得
8.SPA2是三甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，在25℃下的粘度为5,000mPa·s，可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂公司商购获得
9.SPA3是三甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，在25℃下的粘度为12,500mPa·s，可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂公司商购获得
在具有0.3mm间隙的Collin电辊研磨机上在185℃下将表13的组合物研磨3分钟以从每种组合物得到研磨片，然后在190℃下将所述研磨片压模以形成3.2mm厚的板。使用LabScan(HunterLab)测量板的颜色性能，并且评估缺口伊佐德冲击强度(notched Izodimpact strength)(根据ASTM D256所测量的)。这些物理性质列出于下表14中。
表14：
Figure BDA0003496424210000281
表15：
Figure BDA0003496424210000282
表16：
Figure BDA0003496424210000291
如表16所示，在相同的填料加载水平下，含有硅氧烷的实例表现出较低的泡沫密度和改进的表面外观。
表17：
样品 压实扭矩(mg) 融合时间(s) 融合扭矩(mg) 平衡扭矩(mg)
C8 3092 32 4085 2155
C9 2860 34 4130 2157
B1 1930 62 2984 2059
B2 1921 68 2948 2070
B3 1953 62 3241 2150
B4 1459 70 2863 2069
B5 1693 58 2888 2079
B6 1664 66 2925 2094
实例D1至D4(PVC LVT硬质泡沫层)
下表18示出了用于制备实例D1至D4和比较实例C10和C11的组合物的组分的类型和量。通过依次添加表18中的材料来制备示例性PVC制剂。通过以下方式制备干共混物：在室温下将PVC添加到Gunther Papenmeier/Welex共混器中、将功率提高到15A、在125°F下添加热稳定剂、在150°F下添加润滑剂包(包括硅氧烷)、在170°F下添加丙烯酸加工助剂、在190°F下添加TiO2并且在195°F下添加CaCO3。在将粉末共混后，将其冷却至室温。
表18：
Figure BDA0003496424210000301
1.来自国华公司(Formosa)的
Figure BDA0003496424210000302
614，具有如根据ASTM D-5225所测量的0.73的特性粘度和如根据ASTM D-1895所测量的0.56g/cm3的堆积密度
2.来自PMC乙烯添加剂公司(PMC Vinyl Additives)的
Figure BDA0003496424210000303
TM181
3.SPA2是三甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，在25℃下的粘度为5,000mPa·s，可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂公司商购获得
4.SPA3是三甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，在25℃下的粘度为12,500mPa·s，可从美国密歇根州米德兰的陶氏硅树脂公司商购获得
5.来自诺哈克公司(Norac)的LD 10硬脂酸钙和来自霍尼韦尔公司(Honeywell)的
Figure BDA0003496424210000311
629
6.来自PMC乙烯添加剂公司(PMC Vinyl Additives)的F1020
7.来自Amerilube的固体石蜡165F
8.来自霍尼韦尔公司(Honeywell)的
Figure BDA0003496424210000312
629A
9.来自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的SurecelTM467
10.来自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的PARALOIDTMK-175
11.来自欧米亚公司(Omya)的
Figure BDA0003496424210000313
UFT
12.来自休斯聚合物添加剂公司(Hughes Polymer Additives Corp.)的
Figure BDA0003496424210000314
Extend 73
在具有0.3mm间隙的Collin电辊研磨机上在170℃下将配制的PVC样品研磨5分钟，然后在175℃下将研磨片模压成3.2mm厚的板。切割样品以用于伊佐德冲击(无缺口)强度(根据ASTM D256测量)、拉伸强度(ASTM D 638)和热变形温度(HDT)(ASTM D648)。对于密度、膨胀和加工条件研究，使用来自Polylab的具有4.78mm棒状模口的实验室双螺杆挤出机RS 5000挤出泡沫棒。挤出温度设置为：170℃/175℃/185℃/180℃(模口)，螺杆速度为60RPM。到达地板的时间被报告为熔体/棒从模口到达地板所花费的时间。在BrabenderIntelli Torque 7150上在190℃、60rpm下进行融合研究，7分钟，对于100PHR CaCO3为74克，对于140PHR CaCO3为78克。将来自布拉本德机的材料压制成扁平板，将其切成小块，供流变仪的毛细管在190℃下进行熔体粘度测量。
表19：
Figure BDA0003496424210000321
Figure BDA0003496424210000331
术语的定义和使用
除非通过本说明书的上下文另外说明，否则所有的量、比率和百分数均是按重量计的，并且所有测试方法在本公开的提交日期前都是当前的。冠词“一个(a)”、“一种(an)”和“所述(the)”各自是指一个或多个。应当理解的是，所附权利要求书不限于表达在具体实施方式中描述的特定化合物、组合物或方法，所述特定化合物、组合物或方法可以在落入所附权利要求书范围内的特定实施例之间变化。关于本文中用来描述各个实施例的特定特征或方面的任何马库什群组(Markush group)，可以从独立于所有其它马库什成员的各个马库什群组的每个成员获得不同、特殊和/或意外的结果。马库什群组的每个成员可以单独地或组合地使用，并为所附权利要求书范围内的具体实施例提供足够的支持。
此外，在描述本发明的各个实施例中所依赖的任何范围和子范围独立地和共同地落入所附权利要求的范围内，并且应理解为描述和预期包含以下的所有范围：其中的全部和/或部分值，即使这些值在本文中未明确写明。本领域技术人员容易认识到，所列举的范围和子范围足以描述和实现本发明的各个实施例，并且可以将这些范围和子范围进一步描绘为相关的一半、三分之一、四分之一、五分之一等。仅作为一个示例，范围“从0.1至0.9”可以进一步被描述成下部的三分之一(即，从0.1至0.3)、中部的三分之一(即，从0.4至0.6)和上部的三分之一(即，从0.7至0.9)，它们单独地并且共同在所附权利要求书的范围内，并且可以被单独地和/或共同地依赖并对所附权利要求书的范围内的特定实施例提供充分支持。此外，对于定义或修饰范围的语言，诸如“至少”、“大于”、“小于”、“不大于”等，应当理解的是这种语言包括子范围和/或上限或下限。作为另一个实例，范围“至少10”自身包括从至少10至35的子范围、从至少10至25的子范围、从25至35的子范围等等，并且每个子范围可以被单独地和/或共同地依赖并对所附权利要求书的范围内的特定实施例提供充分支持。最后，所公开范围内的单个数字可以被依赖并且对所附权利要求书的范围内的特定实施例提供充分支持。例如，范围“1到9”包含各个单个整数(如3)以及包含小数点(或分数)的单个数字(如4.1)，这些数字可以被依赖并为所附权利要求书范围内的具体实施例提供足够的支持。
如本文所使用的，术语“组合物”包含包括组合物以及由组合物的材料形成的反应产物和分解产物的一种或多种材料。
术语“包括”和其衍生词并不旨在排除任何另外的组分、步骤或程序的存在，无论其是否在本文中公开。为了避免任何疑问，除非相反地陈述，否则通过使用术语“包括”的本文所要求保护的所有组合物可以包括任何额外的添加剂、佐剂或化合物，无论是聚合形式还是其它形式。相比之下，术语“基本上由...组成”从任何随后列举的范围中排除任何其它组分、步骤或程序，除对可操作性来说并非必不可少的那些之外。术语“由……组成”排除未具体叙述或列出的任何组分、步骤或程序。
如本文所使用的，术语“聚合物”是指通过使相同或不同类型的单体聚合而制备的聚合化合物。因此，通用术语聚合物涵盖如以下定义的术语均聚物(用于指仅由一种类型的单体制备的聚合物，应理解，痕量杂质可以并入到聚合物结构中)和术语互聚物。痕量杂质可以并入到聚合物中和/或聚合物内。
“共混物”、“聚合物共混物”和类似术语意指两种或更多种聚合物的组合物。此类共混物可以是或可以不是可混溶的。此类共混物可以是或可以不是相分离的。如由透射电子光谱法、光散射、x-射线散射以及本领域中已知的任何其它方法所确定的，此类共混物可以含有或可以不含有一种或多种域配置。共混物不是层压物，但层压物的一层或多层可以含有共混物。

Claims (15)

1.一种用于制备聚合物复合材料制品的聚氯乙烯(PVC)组合物，所述组合物包含：
(A)矿物填料，所述矿物填料的量为7.5wt.％到75wt.％；
(B)聚氯乙烯聚合物，所述聚氯乙烯聚合物的量为20wt.％到92wt.％，其中所述(B)PVC聚合物包括聚乙烯化合物；以及
(C)聚二有机硅氧烷，所述聚二有机硅氧烷的量大于0至5wt.％，其中所述(C)聚二有机硅氧烷是式(I)化合物：
Figure FDA0003496424200000011
其中每个R是独立选择的不含脂肪族不饱和度的1至18个碳原子的单价烃基，并且下标x的值足以使所述(C)聚二有机硅氧烷在具有#CP-52主轴的布鲁克菲尔德DV-III锥板粘度计上在25℃下在0.1RPM至50RPM下测量的粘度大于350mPa·s至100,000mPa·s；
各自按所述组合物中组分(A)、(B)和(C)的总重量计。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中在所述(C)聚二有机硅氧烷中，每个R为1至12个碳原子的烷基，下标x的值足以使所述聚二有机硅氧烷的粘度为5,000mPa.s至20,000mPa.s，并且所述(C)聚二有机硅氧烷以1wt.％至4wt.％的量存在。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中在所述(C)聚二有机硅氧烷中，每个R为1至6个碳原子数的烷基。
4.根据任一前述权利要求所述的组合物，其中在所述(C)聚二有机硅氧烷中，每个R选自由以下组成的组：甲基、乙基、丙基和丁基。
5.根据任一前述权利要求所述的组合物，其中：(i)所述(A)矿物填料以10wt.％到65wt.％的量存在；(ii)所述(B)聚氯乙烯聚合物以35wt.％到90wt.％的量存在；并且(iii)所述(C)聚二有机硅氧烷以0.1wt.％到2.5wt.％的量存在。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的组合物，其中：(i)所述(A)矿物填料以49.5wt.％至60wt.％的量存在；(ii)所述(B)聚氯乙烯聚合物以40wt.％至49.5wt.％的量存在；并且(iii)所述(C)聚二有机硅氧烷以0.5wt.％至1wt.％的量存在。
7.根据任一前述权利要求所述的组合物，其中所述矿物填料选自碳酸钙、滑石粉及其组合。
8.根据任一前述权利要求所述的组合物，其进一步包含一种或多种选自以下的添加剂：着色剂、发泡剂、UV和/或光稳定剂、加工助剂、防腐剂、杀生物剂、阻燃剂和/或抑烟剂；冲击改性剂；热稳定剂和润滑剂。
9.一种制备根据权利要求1-8中任一项所述的组合物的方法，所述方法包括：
将(A)所述矿物填料、(B)所述聚氯乙烯聚合物和(C)所述聚二有机硅氧烷组合，从而制备所述组合物。
10.一种制备聚合物复合材料制品的方法，所述方法包括：
由根据权利要求1-8中任一项所述的组合物制备所述聚合物复合材料制品。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述方法包括：
在高温下在混合下将所述(A)矿物填料、所述(B)聚氯乙烯聚合物和所述(C)聚二有机硅氧烷组合以产生可流动混合物；以及
由所述可流动混合物形成所述聚合物复合材料制品。
12.根据权利要求11所述的方法，其中：(i)当将所述可流动混合物与所述(C)聚二有机硅氧烷组合时，所述(C)聚二有机硅氧烷是液体。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的方法，其中：(i)由所述组合物制备所述聚合物复合材料制品进一步包括将所述组合物形成为期望形状；(ii)由所述组合物制备所述聚合物复合材料制品包括挤出所述组合物；(iii)由所述组合物制备所述聚合物复合材料制品包括模制所述组合物；或(iv)(i)到(iii)的任何组合。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的方法，其在挤出机中进行，其中：(i)与所述(A)矿物填料和所述(B)聚氯乙烯聚合物而没有所述(C)聚二有机硅氧烷的混合物的挤出加工温度相比，所述挤出机中所述组合物的挤出加工温度降低；和/或(ii)与在挤出所述(A)矿物填料和所述(B)PVC聚合物而没有所述(C)聚二有机硅氧烷的混合物时所述挤出机的扭矩相比，在混合所述组合物时所述挤出机的扭矩降低。
15.一种聚合物复合材料制品，其通过根据权利要求9-14中任一项所述的方法制备。
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