TW201202323A - Purified acetylated derivatives of castor oil and compositions including same - Google Patents
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Description
201202323 六、發明說明: 【發明戶斤屬之技術領域】 本發明係有關於一種經純化的蓖麻油之乙醯化衍生物 及包含該衍生物之組成物。 C先前冬奸;3 塑化劑係添加至聚合物樹脂以予柔軟性及可撓性之 化合物或化合物之混合物。酞酸二酯(亦稱為“酞酸酯s”)係 許多可撓性聚合物產物,諸如,自聚氣乙烯(PVC)及其它乙 稀基聚合物形成之聚合物產物,中之已知塑化劑。一般酞 酸酯塑化劑之例子包括酞酸二異壬酯(DINP)、酞酸二烯丙 酯(DAP)、二-2-乙基己基-酞酸酯(DEHP)、酞酸二辛酯 (DOP),及酞酸二異癸酯(DIDP)。用於高溫應用之其它一般 塑化劑係偏苯三酸酯及己二聚酯。塑化劑混合物通常係用 以獲得最佳性質。 酞酸酯塑化劑最近係受顧慮酞酸酯之負面環境衝擊及 對曝露於酞酸酯之人類(特別是兒童)之可能不利健康作用 之公共利益團體嚴格審查。 因此,存有用於聚合物樹脂之無醜酸酯之塑化劑之需 求。另外存有具有與含S太酸醋塑化劑之聚合物相同或實質 上相同之化學、機械及/或物理性質之無酞酸酯之經塑化的 聚合物之需求。 【發明内容】 概要 本揭露内容係有關於一種其内具有降低或無不可溶組 201202323 份之乙醯化蓖麻組份。乙醯化蓖麻組份係經純化移除不可 溶組份’以產生一單相乙醯化蓖麻組份。此單相乙醯化歡 麻組份促進將其包含於其中之塑化劑之性能與性質。 本揭露内容提供一組份。於一實施例,一單相乙醯化 蓖麻組份被提供,且於曝置於15°C至少一週後含有少於約 0.2重量%之不可溶組份。 本揭露内容提供一種組成物。於一實施例,一組成物 被提供,且包括一單相乙醯化蓖麻組份及一經環氧化之脂 肪酸酯。此組成物於曝置於15〇c至少一週後含有少於〇 2重 量%之不可溶組份。
本揭露内容提供—種聚合物組成物。於一實施例,一 聚合物組成物被提供,且包括—聚合物樹脂及 一塑化劑組 成物此塑化劑組成物包括—單相乙醯化祕組份及選擇 7t衣氧化之知肪酸·酯。此聚合物組成物依據ASTM D 3291測量,有從仏環折析出(丨。。pspew)值。 、本揭路内♦提供〜導體。於一實施例,一經塗覆之導 體被提供,且包含—a
金屬導體及於此金屬導體上之一塗 層。此塗層包括一聚A ▲ σ物樹脂及一塑化劑組成物。此塑化 劑匕括I相乙酿化乾麻組份及選擇性之經環氧化之脂肪 酸酯。 路内合之優點係具有降低或無環折析出之-以 生物為主之塑化劑。 Λ 本揭露内容之—僵 货點係一種無酞酸酯及/或無鉛之以 生物為主之塑化劑。 201202323 本揭露内容之一優點係降低溫室氣體之一以生物為主 之塑化劑。 本揭露内容之一優點係能讓使用者獲得LEED權 (LEED credit)之一以生物為主之塑化劑。 本揭露内容之一優點係能讓使用者獲得碳權(carbon credit)之一以生物為主之塑化劑。 本揭露内容之一優點係無酞酸酯及鉛之用於電線及電 纜應用之一塗層。 本揭露内容之一優點係當以一電線/電纜塗層而應用 時產生極少或無環折析出之一無酞酸酯之以生物為主之塑 化劑。 詳細說明 本揭露内容係有關於單相乙醢化蓖麻組份及包括此組 伤之组成物。此處提供之組成物係適於在聚合物樹脂且特 另J係於電線及電纜護套及絕緣作為塑化劑。 兀素週期表之所有引用係指CRC Press, Inc.於2〇〇3出 版且具著作權之元素週期表。再者,對族數之任何引用需 = 系統對族數編號之元素週期表中所反映之族 有份二Γ容所暗示,或此項技藝慣用,所 揭露内容之;=基準’且所有測試方法係於本 考之專利幸Γ。為了美國專利實務,任何參 案以為失^ 中請案或公開案之内容在此完整併入本 ” 考f料(或其相等之美國版本亦併人本案以為參 201202323 考資料),特別是有關於合成技術、產物及加工處理設計、 聚合物、催化劑、定義之揭露内容(至不與於此揭露内容中 特別提供之任何定義不一致之程度)及此項技藝之一般知 識。 此揭露内容中之數值範圍係大約,因此,除非其它指 示,係可包括範圍外之數值。數值範圍包括從且包含下限 及上限數值之所有數值,以一單位為增量,只要於任何較 低值及較高值間具有至少二單位之分隔。舉例而言,若組 成物物理或其它性質,諸如,分子量、熔融指數等,係 從100至1,000’則意圖係所有個別數值,諸如,1〇〇、、 1〇2等,及次範圍,諸如,1〇〇至144、155至17〇、197至2〇〇 等,係明確地被列舉。對於含有少於丨或含有大於丨之分數 (例如’ 1.1、1·5等)數值之範圍,一單位被認為係〇.〇〇〇1、 0 001、〇·01,或0.1之適合者。對於含有少於10之單位數之 數字的範圍(例如,1至5),_單位典型被認為係G1。此等 Μ係特別t欲之例子’被列舉之最低數值及最高數值間之 數值之所有可能組合’係被認為於此揭露内容中明確表 不數值|巳圍於此揭露内容中係提供用於組成物及/或塗層 伤添加劑,及組成物中之各種其它組份之量,及 定義2等組份PEG之各種特徵及性質。 _ :有關於-化學化合物之使用時,除非其它特別指 單數包括所有異構物型式且反之亦然(例如,“己烧,,包 括個別或集體之所有己院異構物)。“化合物,,及“錯合物”之 :、可交換地用以指有機、無機及有機金屬之化合物。 201202323 原子辭係指一元素之最小組份,而無論離子態,即’ 其是否載荷一電荷或部份電荷或係與另一原子鍵結。“非結 晶” 一辭係指缺乏藉由差式掃瞄量熱術(D S C)或等化技術決 定之結晶熔點之一聚合物。 包含”、“包括”、“具有,,之用辭及其等之衍生用辭非意 欲排除任何另外之組份、步驟,或程序,無論其是否被特 別地揭露。為避免任何疑問,除非相反表示,經由使用“包 含之用辭請求之所有組成物可包括任何另外之添加劑、佐 劑,或化合物,無論是聚合物或其它。相反地,除對於操 作陡係不重要者外,“基本上由·構成,,之用辭係自任何後 繼之描述排除掉任何其它之組份、步驟,或程序由…所 構成”之崎騎未被❹m述或射之任何纟赠、步驟, 或程序。除非其它表示’“或,,之用辭係指個別與以任何組 合之所列不之成員。 “組成物,,及相似之用辭意指二或更多組份之一混合物 或換合物。 “摻合物”、“聚合物摻合物,,及相似之用辭係意指二戈 更多種聚合物之-摻合物,及聚合物與各種添加劑之捧^ 物。此一摻合物可為或不為可混溶。此一摻合物可為戈不 為相分離。自穿透式電子顯微術、光散射、射線散射, 及於此項技藝所知之任何其它方法決定時,此—摻八物可 為或不為含有一或多個區域組,態。 "聚合物"之用辭(及相似用辭)係藉由相同或相異型式 之單體反應0卩,聚合化)而製備之一巨分子化合物。"聚二 201202323 物'’包括均聚物及共聚物。 於一實施例,此處揭露之組成物係無酜酸酯。”無s太酸 酯之組成物之用辭於此處使用時係一無酞酸酯之組成 物,或係無酞酸酯。“酞酸酯”係包括下列結構(I)之一化合 物: 〇
其中,R及R’可為相同或相異。R及R’之每一者係選自 具有1至20個碳原子之一經取代/未經取代之烴基基團。於 此處使用時,"烴基”及“烴”之用辭係指僅含有氫及碳原子之 取代基,包括分支或未分支,飽和或不飽和,環狀,多環 狀,桐合,或非環狀之物種,及其等之組合物。烴基基團 之非限制性例子包括烷基、環烷基、烯基、二烯基、環烯 基、環二烯基、芳基、芳烷基、烷芳基,炔基基團。每一 位置3、4、5,及6可以氫或其它部份填充。 於一實施例,此處揭露之組成物係無鉛。 於一實施例,提供一乙醯化蓖麻組份。“蓖麻組份”於 此處使用時係一蓖麻油、一萬麻蠛,或一其等之混合物。“乾 麻油”之用辭係自蓖麻植物commwmi之蓖麻豆/種軒 獲得之一淡黃色至無色黏稠液體。蓖麻油係一種其中從約 85重量%至約95重量%之脂肪酸鏈係蓖酸之三酸甘油酯。 201202323 ^ “脂肪酸”於此處使用時係一種由具有一終端羧基基團 (COOH)之含有4至22個碳原子之一月旨肪鏈所組成之單羧 Λ 酸。脂肪酸可為飽和或不飽和,分支或未分支,且可含有 或可不含有一或多個經基基團。 蓖麻油之一非限制性之組成表示係於下以表示(II)提 供: 蓖麻油之組成表示(II)
OH 83.5% II麻酸 Ο
HO 0.3% ·太氐麻法政
重量%係以蓖麻油之總重量為基準 “蓖麻蠟”之用辭係經氫化之蓖麻油,且係具有約40重 量%至約95重量°/〇之三羥基硬脂酸甘油酯之一硬、脆、高熔 201202323 點之纖。其係藉由典型上於—鎳催化劑存在巾氫化萬麻油 而生產。蓖麻蠟係無味且不溶於水。蓖麻蠟係經部份或完 全氫化之蓖麻油。 蓖麻組份係經乙醯化。“乙醯化,,或“乙醯基化”之用辭 於此處使用時係將一乙醯基團引至具有—OH基團之—化合 物之分子内之方法。換言之,乙醯化係以CHaCO—基團替 代一0H基團之Η。乙醯化亦可以具有一羥基基團(即,於一 甘油酯之蓖酸部份之C,2處之-ΟΗ基團)之一脂肪酸部份發 生。適合之乙醯化劑之非限制性例子包括乙酸酐及氯乙 醯。因此,一“乙醯化蓖麻組份”(或“ACC")係已接受乙醯化 反應之一蓖麻組份。換言之,一乙醯化蓖麻組份係一萬麻 組份及一乙醯化劑之反應產物。特別地,乙醯化蓖麻組份 可為一乙醯化蓖麻油(“AC0”)或一乙醯化蓖麻蠟(“ACW”) 或其等之混合物。ACW可為經完全或部份氫化。 於一實施例,ACC具有約95%至"%之氫化效率。此效 率係藉由存在於蓖麻油之油酸、亞麻油酸及蓖酸之不飽和 雙鍵轉化成飽和鍵而定義。碘值之降低係氫化效率之良好 測量。已發現經基基團之氫化形成鲷基_硬脂酸。此_基-硬脂酸影響最終產物中不町溶物之量,及相對應之ACC之 透明度。純化作用(如下所述)較佳地係減少或移除形成之任 何酮基-硬脂酸。 乾麻組份之-些、實質上所有,或所有之—〇Η基團可 被乙酿化。乙醯化造成具有Μ麻組份更低之經基數之乙 醯化t麻組份。乙醯化E秦組份具有從0至少於15,或從〇 10 201202323 至^於10或從〇至少於5,或〇至少於2,或〇之經基數。 於實施例’萬麻組份係僅由三經基硬脂酸甘油醋所 組成。結果’ ACC可為經乙酿化之三經基硬脂酸甘油酯。 於-實施例’經乙醯化之三經基硬脂酸甘油酯具有從〇至少 於15,或從0至少於10,或從0至少於5,或從〇至少於2,或 0之羥基數。 於另一實施例,乙醯化萬麻虫鼠於挪具有從約湖 mPa.s至少於約2000 mPa.s之黏度。 魏組份及乙醢化藥麻組份之非限制性實施例, 相乙醯化蓖麻組份之非限制性的性質係於下之第表一 供。 第1表 性質 蓖麻油 乙酿化蓖 麻油 (ACO) ~6〇ΓδΤ^ 乙醯化 蓖麻蠟 (ACW) 單相乙酿 化蓖麻蠟 (SP-ACW) 熔點(°c) 於室溫係 液體 於室溫^ 液體 於室溫係 於室溫係 液體 於25°C之 密度 (g/cc) 0.945-0.965 0.950 -0.960 0.950- 0.960 0.950- 0.960 酸數 <3 1-8 — (mgKOH/g) 1‘8 1-8 碘值 82-90 >40 ~<45 ' ^7—-—- (gI2/l〇〇g) <40 <40 羥基數 150-175 〇至少於5 ~Ϊ5〇 --- (mg OH/g) 175 ϋ至少於 〇至少於 黏度mPa-s 600-900 50至少於 ------ —15 15 (於 25C) 1000 100至少 100至少 於 2000 於 2000 重量% ----^ 不可溶組份 >0.2 <0.2 渡藉而由/除卻至15〇C持續1週且於15〇_°c以U pm或更大之濾紙過 201202323 ACC之完全或實質上完全乙醯化產生具有適於與聚合 物樹脂且特別是氣乙烯樹脂使用之黏度之一液體塑化劑組 成物。於一實施例,申請人驚人地發現具有於25°C係從約 100 mPa-s至少於約2000 mPa.s之黏度之一液體ACW。於另 一實施例,ACW具有從0至少於IS之羥基數。於另一實施 例,ACW亦可具有〇至少於40gl2/100g之碘數。 申請人亦發現具有從0至少於5之羥基數之一液體 ACO ’其具有於25°C係從約50 mPa_s至少於1〇〇〇 mPa_s之黏 度。ACO亦可具有從約40 g h/lOO g至約90 g I2/l〇〇 g之峨 數β 於一實施例’乙醯化蓖麻組份具有從約〇 mg KOH/g至 約8 mg KOH/g之酸數。 於一實施例’乙醯化蓖麻組份具有從約50至少於約 3000,或從約50至少於約1〇〇〇,或從約50至少於約5〇〇,或 從約50至少於約300之APHA顏色。 於一實施例,ACC係一單相ACC。“單相乙醯化蓖麻組 份”(“SP-ACC”)係⑴曝置於從5°C至50°C或15°C之溫度持 續至少3小時至1週’(2)其後接受一純化方法(如下所述),(3) 然後曝置於15°C至少1週,及(4)於15-25°C以11 μηι或更大之 濾紙過濾,於此濾紙上收集到少於0_2重量%之不可溶組份 之前述ACC之任何者。SP-ACC於室溫完全(或實質上完全) 係一液相。“不可溶組份”之用辭於此處使用時係隨時間自 ACC相分離之一或多種化合物。ACC於室溫係一液體,且 不可溶之組份係以一固體相自液體相之ACC相分離。不可
S 12 201202323 溶之組份使ACC變混濁,沉降至底部,且於ACC作為塑牝 劑時可能導致過度析出。溫度愈低,愈多不可溶物形成。 再者,用於乙醯化之蓖麻油或蓖麻蠟之等級亦對於形成之 不可溶物之量與ACC之顏色具作用。 SP-ACC係藉由使任何先前之ACC接受一純化方法而 製備。“純化方法,’於此處使用時係將一或多種下列程岸施 加至ACC : —過濾程序、一離心程序、一沉降程序、以潦 加劑[諸如,二氧化矽(SiOJ、氧化鋁(ai2〇3)、活性碳、沴 珠岩材料(天然產生之非結晶性石夕質火山岩石)、石夕藻土]處 理’及其等之組合。任何此等程序可選擇性地於從5£>c多 5〇°C之溫度實施,且於此溫度維持至少3小時。添加劑町角 以助於過濾步驟,且亦會造成ACC所欲較淡顏色。純彳匕方 法完全或部份地移除存在於ACC中之任何不可溶組份,其 亦會造成所欲之較淡顏色。以添加劑處理ACC,其後過處’ 亦可於高達15〇0C之溫度實施造成較淡顏色,而無需減少不 可溶物之量。藉由自ACC移除固相及/或較淡顏色,自純牝 方法形成之濾液係單相ACC(SP-ACC)。SP-ACC係透明,真 具有低濁度或無濁度。SP-ACC可為一 SP-ACW、〆 SP-ACO,及其等之組合物。 於—實施例,存在於SP-ACC内之不可溶組份(若有)之 量係藉由使SP-ACC於15°C於11 μηι或更大之濾紙過濾而決 定,(SP-ACC於此過濾前係曝置於15。(:至少1週)。沉積於濾 紙上之不可溶組份之量係少於0.2重量%。不可溶組份之重 量百分率係以經純化之ACC之總重量為基準,(即,於11 μηι 13 201202323 或更大之濾紙過濾前之SP-ACC之總重量)。 於一實施例,於曝置於150C至少一週’或至少二週, - 或至少一個月,或至少六個月,或至少12個月(或其間之住 w 何時期),SP-ACC含有少於0.2重量。/〇 ’或從〇重量°/。至少於 0.2重量°/。之不可溶組份。 於一實施例,SP-ACC含有從約〇重量%至少於約〇2重 量%之不可溶組份。SP-ACC之一非限制性例子係 SP-ACW,且係於如上之第1表中提供。SP-ACC係透明,且 當作為聚合物組成物之一塑化劑或共塑化劑時係有利地未 產生或實質上未產生析出物。 於一實施例,不可溶組份係由混合之含有至少—飽和 脂肪酸之乙醯化三甘油酯所組成。於不可溶組份皂化成月t ' 肪酸及甲基化形成酯而形成之個別組份之非限制性例子係 - 於下之第2表中提出。 第2表 不可溶組份於皂化及曱基化後之個別組份之非限制性例子 " 組份 C16:0(十六酸甲基醋,飽和) C18:0 (十八酸曱基酯,飽和,_分€ C18:l (十八酸甲基酯,不飽和,一個5ΪΓ" C18:0 (十八酸甲基酯,飽和) 一 C19:0 (十九酸曱基酯,飽寿〇) C18:0 (十八酸12-氧曱基酯,飽和了 C20:0(二十酸曱基酯,飽和)^ C18:0(十八酸曱基酯,飽和及官能化*£^5^7 C22:0 (二十二酸曱基酯,飽和 L-----—--------- 於一實施例,單相乙醯化蓖麻組份具有從〇 NTU至50 NTU,或從1.0NTU至50NTU之濁度。
S 14 201202323 於一實施例,單相乙醯化蓖麻組份具有少於500 APHA,或從50 APHA至500 APHA,或從50 APHA至少於 300 APHA之顏色。 於一實施例,單相乙醯化蓖麻組份依據DIN 53402測量 時具有從0至少於5之羥基數。 於一實施例,單相乙醯化蓖麻組份於25°C依據ASTM D 445測量時具有少於2000 mPa’s之黏度。 於一實施例’單相乙醯化蓖麻組份具有〇至3或3之峨 值。 申請人驚人且不可預期地發現具有⑴低羥基數,(ii)低 黏度,(iii)低濁度,(iv)低APHA顏色,及選擇性地⑺低硬 值之一單相乙醯化蓖麻組份(SP-ACC),其於添加至聚合物 樹脂(且特別是氣乙烯樹脂)時產生具有優異相容性之一塑 化劑。本發明之SP-ACC係無酜酸酯,無鉛,且提供複製以 酞酸酯為主之塑化劑提供之所有或實質上所有之性質之一 塑化劑。 施例。 單相乙醯化蓖麻組份可包含此處揭露之二或更多之實 於一實施例, 一組成物被提供且包括⑴sp_ACC及(u) 一或夕種之經環氧化之脂肪酸酯(EFA)之一摻合物。 SP-ACC可為有騎數及/或減係不祕制之口如上%
係含有至少一環氧化物基團之具有至少一 呷於此處_使用時 脂肪酸部份之一 15 201202323 …化物基團’’係—其中-氧原子係與已彼此 ”。原子之每一者結合之三成員環狀醚(亦稱為環 二,-,或稀化氧)。適合之經環氧化之脂肪酸酿之非限制 匕歹子=3紅環氧化之黃豆油、經環氧化之丙二醇二油酸 氧化^棕搁油、經環氧化之亞麻仁油、經環氧化 二S义甲基S旨、前述每—者之經環氧 , 述之任何組合。 經環氧化之脂肪酸r曰可以各種方式製備。例如,天缺 然Γ乍為起始,材料。於此情況,天絲可經ι化成脂肪酸, 妒以醇酉曰化。其次’低分子量之醋被環氧化。不飽和 6曰可以—過酸環氧化。 另外祕I之環氧丙基_可經由錢㈣相關化學 7備。另外,可以醇將三甘油酿轉醋化,然後,以 酸將不飽和脂肪酸環氧化。 ° 之㈣例’ _氧化之脂肪㈣可為任何經環氧化 乙二酸CrC4,包括甲基、乙基、丙基、丁基,及2_ 肪一一 用於製備d旨騎甲細之—魏化物之-非限制性 =係以黃豆關始,其中,黃豆油係旨㈣ 移^之脂肪酸甲基^油由於不可溶性而自反應產 之Γ於乙酸乙醋中之過乙酸之溶液被用以將脂肪酸上 ^建環氧化。過酸係保持低於35%之過酸及饥,以避 暴炸1全後,乙酸⑽及聽乙酸_由真空汽提而 201202323 移除。 於一實施例’經環氧化之脂肪酸酯係經環氡化之黃豆 油。 SP-ACC/EFA混合物可稱為一“組成物”、“一塑化劑組 成物”、“一塑化劑’’,或“SP-ACC/EFA塑化劑,’。塑化劑組 成物可包括從約1重量%至約99重量%之SP-ACC及從約99 重量%至約1重量%之£?八,或從約30重量%至約99重量%之 SP-ACC及從約70重量%至約1重量%之EFA(以塑化劑組成 物之總重量為基準)。 一 “塑化劑組成物”或“塑化劑”係降低模量及抗張強度 且增加添加此者之聚合物樹脂(典型上係一熱塑性聚合物) 之可撓性、伸長率、衝擊強度’及撕裂強度之一物質。一 塑化劑亦可降低聚合物樹脂之熔點,降低玻璃轉移溫度, 且促進添加此者之聚合物樹脂之加工處理性。 塑化劑組成物可包括一或多種SP_ACC及/或一或多種 EFA。於一實施例,塑化劑組成物可包括具有從〇至少於 15,或從〇至少於1〇,或從〇至少於5 ,或從〇至少於2,或〇 之羥基數之一SP-ACC,及經環氧化之黃豆油。於另一實施 例,塑化劑組成物之SP-ACC可具有〇之羥基數,且塑化劑 組成物亦包括經環氧化之黃豆油。 於一實施例,本發明之塑化劑組成物係一以生物為主 之塑化劑組成物。一“以生物為主之塑化劑組成物,,於此處 使用時係由-自蔬菜衍生之材料組成之—塑化劑組成物。 A C C及E F A每一者係自蔬菜衍生之材料(個別係蓖麻豆及黃 17 201202323 豆)。一以生物為主之塑化劑組成物係有利,因為其降低溫 至氣體排放,且Bb讓使用者獲得碳及/或LEED(能源與環境 先導設計)權。 於一實施例’塑化劑組成物包括具有於25°c係從約1 〇〇 mPa.s至約2000 mPa.s或於25。0係從約1〇〇至約5〇〇 mpa.s之 黏度之一 SP-ACW。SP-ACW亦可具有從〇至少於15,或〇至 少於10,或0至少於5,或〇至少於2,或〇之羥基數。SP_Acw 係與先前EFA之任何者摻合。 於一實施例’塑化劑組成物可包括具有從〇至少於15 , 或從0至少於10,或從0至少於5之經基數之一 SP-ACO。 SP-ACO亦可具有於25°C係從50 mPa.s至少於1〇〇〇 mpa_s4 於25°C係從約100至約500 mPa.s之黏度。SP-ACO係與先前 EFA之任何者換合。 於一實施例’塑化劑組成物可包括—Sp-ACC、一第一 EFA,及一第二EFA。第二EFA係不同於第一EFA。於另一 實施例,塑化劑組成物包括一 SP-ACC、ESO,及一經環氧 化之丙二醇二油酸S旨®於另一實施例,塑化劑組成物包括 一SP-ACC、ESO ’及一經環氧化之肪脂酸甲基酯。 於一實施例,塑化劑組成物係單一相-即,一液體。 因此’單獨或與ACC組合之EFA可接受用以形成 SP-ACC之先前純化方法之任一者。於—實施例,efa含有 少於約0.2重量%,或從〇%至少於約〇_2重量%之不可溶組份 (當曝置於15。(:持續一週)。於另一實施例,SP-ACC/EFA混 合物含有少於〇.2重量%,或〇重量%至少於約〇 2重量%之不 18 201202323 可溶組份(當曝置於15°C持續—週) 於一實施例 ACC/EFA此口物係經純化且含有少於〇 2重量%,或〇重量% 至V於、’40’2重量%之不可溶組份(當曝置於15。匚持續一 週)。重里百刀率係以塑化劑組成物之總重量為基準。 雖;」本揭路内容之組成物較佳係無酞酸酯,塑化劑組 成物亦可包3其匕已知之塑化劑,不受限地包括狀酸醋類 (諸如,醜酸二異壬醋、S太酸二稀丙醋、二-2-乙基己基-欧 酸酯、酞酸二辛酯、酞酸二異癸酯,及酞酸二異十三烷酯)、 偏苯二酸賴(諸如,偏苯三酸三辛§|、偏苯三酸三異壬 酯,及偏苯二酸三異癸酯)、檸檬酸酯類、苯曱酸酯類,及 聚己二酯類。 本發明之塑化劑組成物可包含二或更多之此處揭露之 實施例。 由單獨或與EFA組合之SP-ACC所組成之本發明組成物 可用於各種組成物或產物。組成物之適合應用之非限制性 例子包括化妝品組成物/產物、食品組成物/產物,及聚合物 組成物/產物、軟性熱塑性聚烯烴、異型材(墊材)、膜等。 本揭露内容提供一聚合物組成物。於一實施例,提供 一聚合物組成物,其包括一聚合物樹脂及本發明之塑化劑 組成物。塑化劑組成物可為單獨或與此處揭露之任何EFA 組合之任何SP-ACC、任何SP-ACC塑化劑。聚合物組成物 中之塑化劑相容性係藉由視覺檢測於高溫(例如,113〇(:或 U6°C)老化所定義之時間(例如,7天)之模製或擠塑之樣 本,或藉由於固定溫度(例如,23。〇老化之模製樣本上之 19 201202323 %折析出測試而評估。環折析出係依據ASTM D 3291 :塑 化劑於壓縮下之聚(氣乙烯)塑料之相容性之標準測試方法 測量。依據ASTM D 3291測量時,聚合物組成物具有0-2, 或〇-1,或0之環折析出。聚合物組成物含有從約丨重量。/。至 約99重置%之聚合物樹脂及從約99重量°/。至約1重量%之塑 化劑組成物。塑化劑組成物可包括從約1重量%至99重量% 之SP-ACC,及從約99重量。/。至約1重量。/。之肝八,或從3〇重 量%至約99重量%之SP-ACC及從約70重量%至約1重量%之 EFA°重量百分率係以聚合物組成物之總重量為基準。 於一實施例,聚合物組成物含有少於〇.2重量%之不可 溶組份或0重量%至少於0.2重量%之不可溶組份。重量百分 率係以聚合物組成物之總重量為基準。 適合聚合物樹脂之非限制性例子包括聚硫化物類、聚 胺甲酸酯類、丙烯酸樹脂類、表氣醇類、腈橡膠、氣磺化 聚乙烯、氣化聚乙烯、聚氣丁二烯、苯乙烯丁二烯橡膠、 天然橡膠、合成橡膠、EPDM橡膠、以丙烯為主之聚合物、 以乙烯為主之聚合物,及氣乙烯樹脂。“以丙烯為主之聚合 物”之用辭於此處使用時係包含一主要重量百分率之經聚 合化之丙烯單體(以可聚合單體之總重量為基準)且選擇性 可包含至少一經聚合之共單體之一聚合物。“以乙烯為主之 聚合物’’之用辭於此處使用時係包含一主要重量百分率之 經聚合化之乙烯單體(以可聚合單體之總重量為基準)且選 擇性可包含至少一經聚合之共單體之一聚合物。 、 ‘‘氣乙烯樹脂”之用辭於此處使用時係一氣乙烯聚合 20 201202323 物’諸如,聚氯乙烯(PVC),或一氯乙烯共聚物,諸如,氯 乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、氣乙烯/二氣乙烯共聚物、氣乙烯 /乙稀共聚物,或藉由將氣乙稀接枝於乙稀/乙酸乙稀酯共聚 物上而製備之一共聚物。樹脂組成物亦可包括上述氣乙烯 聚合物或氣乙烯共聚物與其它混溶或可相容之聚合物(不 受限地包括氯化聚乙烯、熱塑性聚胺甲酸酯、烯烴聚合物, 諸如,一曱基丙烯基聚合物或丙烯腈_丁二烯_苯乙烯聚合物 (ABS樹脂))之一聚合物摻合物。 於一實施例,氯乙烯樹脂係聚氣乙烯(PVC)。 於一實施例,聚合物組成物係一熱塑性組成物。一“熱 塑性組成物”於此處使用時係(1)具有被拉伸超過其原始長 度且於釋放時收縮回到實質上其原始長度之能力,及(2)曝 置於熱時軟化且當冷卻至室溫時回到實質上其原始狀況之 一聚合物組成物。 於一實施例’聚合物組成物包括此聚合物樹脂及一包 括一或多種SP-ACC、選擇性之一或多種EFA,及選擇性之 一第二EFA之塑化劑。 於一實施例,聚合物組成物包括PVC、一SP-ACC,及 選擇性之一EFA。聚合物組成物具有從約D1〇至約D7〇,或 從約D20至約D60之肖氏硬度。 於一實施例,依據DIN 53408測量時,塑化劑組成物具 有從約140〇C至約20MC之溶液溫度。申請人驚人地發現由 SP-ACC及EFA組成之塑化劑組成物不可預期地提供具有低 添加及低揮發性之一塑化劑’其係特別適於高溫電線及電 21 201202323 纜應用,且不會自併納此塑化劑之熱塑性聚合物遷移出。 此外’本發明塑化劑組成物之溶液溫度(14〇。〇200。〇係相 似於傳統尚分子量塑化劑之溶液溫度(典型上約14〇〇c與約 180°C之間)。再者,本發明塑化劑組成物之黏度係少於傳 統高分子量塑化劑,諸如,聚己二酯塑化劑,之黏度。例 如’傳統上稱為Ultramoll® IV及Ultramoll® III聚己二酯 (Lanxess之產品)之聚己二酯塑化劑具有極高黏度(於25〇c 係約6000至6500 mpa.s)。已知一塑化劑之黏度愈低,其吸 收於PVC粉末内愈快。因此,本發明之塑化劑組成物係以 比聚己二醋塑化劑及甚至具較低或相似黏度之偏苯三酸酯 更快之速率吸收於PVC内。本發明之塑化劑組成物於低黏 度與高分子量間產生一不可預期之協同作用,且產生具有 符合及/或超過以傳統聚己二酯塑化劑或傳統以酞酸酯為 主之塑化劑或傳統以偏苯三酸酯為主之塑化劑塑化之PVC 樹脂之性質之物理、化學及機械性質之一無酞酸酯,安全, 經塑化之PVC。特別值得注意係本發明組成物於高達136°C 之溫度之爐老化168小時後展現之抗張性質之維持。 與聚合物樹脂s含有傳統聚己二酯、酞酸酯,及/或偏 苯三酸醋塑化劑相比,本發明之聚合物組成物展現相同或 較佳之可挽性及/或伸長率。於一實施例,本發明之聚合物 組成物係PVC及一SP-ACC/EFA塑化劑之一摻合物,且具有 從約D10至約D70 ’或從約D20至約D60之肖氏硬度。肖氏 硬度係依據ASTMD 2240測量。 於一實施例,聚合物組成物係由PVC及SP-ACC/EFA塑 22 201202323 化劑之一掺合物所組成。聚合物組成物係模製成一板材。 此板材於113°C熱老化168小時後,對自30密耳厚之板材切 下之狗骨狀物依據UL 1581及ASTM D 638測量,具有大於 約70%,或大於約75%之抗張強度維持。 於一實施例’聚合物組成物係由PVC及SP-ACC/EFA塑 化劑之一摻合物所組成。聚合物組成物係模製成一板材。 此板材於113°C熱老化168小時後,對自30密耳厚之板材切 下之狗骨狀物依據UL 1581及ASTM D 638測量,具有大於 約70%之抗張強度維持。 於一實施例’本發明之聚合物組成物係由PVC及 SP-ACC/EFA塑化劑組成物之一摻合物所組成。聚合物組成 物係模製成一板材。此板材於113。(:熱老化168小時後,對 30密耳厚之板材依據UL 1581及ASTM D 638測量,具有大 於約40%之抗張伸長率維持。 於一實施例,本發明之聚合物組成物係由PVC及 SP-ACC/EFA塑化劑組成物之一摻合物所組成。聚合物組成 物係模製成一板材。此板材於136°C熱老化168小時後,對 30密耳厚之板材依據UL 1581及ASTM D 638測量,具有大 於約40%之抗張伸長率維持。 抗張強度及抗張伸長率係依據ASTM D-638對(i)未老 化及(11)經熱老化之自壓縮成型板材切下之狗骨狀樣品測 量。 任何先前之聚合物組成物可包括一或多種下列添加 劑:填料、抗氧化劑、阻燃劑(三氧化錫、氧化鉬,及氧化 23 201202323 八二水合物)、熱穩定劑’及抗滴劑、著色劑、潤滑劑、低 分子量聚乙烯、位阻胺光穩定劑(具有至少一個二級或三級 月欠基)(“以1^”)、紫外光吸收劑(諸如,鄰_經基笨基三。井 貝)固化劑、增壓劑及阻燃劑、加工處理助劑、偶合劑、 柷知電劑、成核劑、滑動劑、黏度控制劑、增稠劑、防黏劑、 表面活性劑'增量劑油、酸清除劑、金屬鈍化劑,及其等之 佐何組合物。 /、 於—實施例,本發明之聚合物組成物包括填料。適合填 料之非限制性例子包括碳酸鈣、煆燒黏土、白堊粉、潭白 土、矽酸鎂、硫酸鋇、硫酸鈣、硫酸锶、二氧化鈦、氧化 鎂、氫氧化鎂、氫氧化鈣、親水性煙燻二氧化矽'疏水性(經 表面處理)煙燦二氧化矽,及先前之任何組合物。煆燒黏土 之非限制性例子係Satintone® SP-33及Polyfil® 7〇。 於一實施例,本發明之聚合物組成物包括抗氧化劑。 適合抗氧化劑之非限制性例子包括位阻酚類,諸如,四[甲 撐基(3,5-一第二丁基_4·經基氫肉桂酸酯)]甲炫;雙[(沒_(3,5_ 二第三丁基-4-羥基苯甲基)-甲基羧基乙基)]硫化物、4,4,-硫基 雙(2-甲基-6-第三丁基酚)、4,4,-硫基雙(2-第三丁基·5·甲基 酚)、2,2’-硫基雙(4-甲基-6-第三丁基酚),及硫基二乙撐基雙 (3,5-一第二丁基-4-經基)氫肉桂酸酯;氫肉桂酸酯;亞構酸類 及亞膦酸鹽類,諸如,三(2,4-二第三丁基苯基)亞磷酸鹽及二 第三丁基苯基-亞膦酸鹽;硫基化合物類,諸如,二月桂基硫 基二丙酸酯、二肉菫蔻基硫基二丙酸酯,及二硬脂基硫基二 丙酸酯;各種矽氧烷類;經聚合化之2,2,4-三曱基-1,2-二氫喹 24 201202323 琳、n,n'-雙(1,4-二甲基戊基-對_苯二胺)、經烧基化之二苯基 胺類、4,4’-雙(αα-二甲基苯曱基)二苯基胺、二苯基-對-苯 二胺、混合之二芳基-對-苯二胺,及其位位阻胺抗降解劑或 穩定劑。適合抗氧化劑之非限制性例子包括T〇pan〇1® CA、 Vanox® 1320、Irganox® 1010,及Irgan〇x® 1〇76。此抗氧化劑 或此等抗氧化劑可添加至本揭露内容之塑化劑組成物。以組 成物之重量為基準,抗氧化劑可以0 01至5重量%之量使用。 於一實施例’本發明之聚合物組成物包括熱穩定劑。 適合熱穩定劑之非限制性例子包括無鉛之混合金屬熱穩定 劑、鉛穩定劑、有機熱穩定劑、環氧化物類、單羧酸之鹽 類、酚抗氧化劑類、有機亞磷酸鹽類,及/或点二酮類。適 合之/3二酮類之一非限制性例子係二苯甲醯基甲烷。適合 之一本甲醯基曱烧之一非限制性例子係Rhodiastab® 83。適 合之無鉛混合金屬熱穩定劑之非限制性例子包括Mark® 6797 > Mark® 6776 ACM > Mark® 6777 ACM ' Therm-Chek® RC215P、Therm-Chek® 7208、Naftosafe® EH-314、Baeropan® MC 90400 KA、Baeropan® MC 90400 KA/1 ' Baeropan® MC8553 KA-ST 3-US、Baeropan® MC 9238 KA-US、 Baeropan® MC 90249 KA,及Baeropan® MC 9754 KA。此熱 穩定劑或此等熱穩定劑可添加至本揭露内容之塑化劑組成 物。以組成物之重量為基準,熱穩定劑可以0.1至10重量%之 量使用。 於一實施例,本發明之聚合物組成物包括潤滑劑。適 合潤滑劑之非限制性例子包括硬脂酸、硬脂酸之金屬鹽 25 201202323 類、蠟,及聚乙二醇類。潤滑劑可單獨或組合使用。 於一實施例’本發明之聚合物組成物包括加工處理助 劑。適合之加工處理助劑之非限制性例子包括羧酸之金屬 鹽類,諸如’硬脂酸辞或硬脂酸鈣;脂肪酸類,諸如,硬 脂酸、油酸,或芥菜酸;脂肪醯胺類,諸如,硬脂醯胺、 油醯胺、芥菜醯胺,或N,N'-乙撐基雙-硬脂醯胺;聚乙烯蠟; 經氧化之聚乙烯蠟;氧化乙烯之聚合物;氧化乙烯及氧化 丙烯之共聚物;蔬菜蠟;石油蠟;非離子性表面活性劑; 及聚石夕氧院類。以組成物之重量為基準,加工處理助劑可 以0.05至5重量%之量使用。 聚合物組成物一般係依據熟習PVC化合技藝者所知之 傳統乾式摻合或濕式播合方法製備。自此摻合方法獲得之 混合物可進一步以一混合機化合,諸如’一Banbury批式混 合機、一Farrel連續式混合機,或一單或雙螺桿擠塑機。 於一實施例,本發明之聚合物組成物係藉由將本揭露 内容之塑化劑吸收於PVC粉末内製成一乾式摻合物而: 造。任何適合之方法/裝置可用以製造此乾式摻合物,不受 限地包括—Henschel混合機或一帶式摻合機。除pvc及塑^ 劑外’聚合物組成物可另含有其它添加劑。然後,乾式換 合物可進—步化合(例如’經㈣融擠塑)及形成任 : 狀(膜、丸粒等)。 y 藉由-最佳之穩定劑及抗氧化劑之套裝物,本發明之 聚合物組成物係適於需要於高溫之長期乾或濕絕緣阻 式之應用,及溫度高達136〇C之其它要求應用。 几'、
26 201202323 本發明聚合物組成物可包含二或更多之此處揭露之實 施例。 替明聚合物組成物展現之可撓性、低塑化劑發 -移性'低黏度及/或高溶液溫度之驚人性質使其極 ^於電線及電·層應用(護套、絕緣)’且特別是高溫電線 /電纟覽應用 因此,本揭露内容提供一種經塗覆之金屬導 體。於〜警 貫允例,—經塗覆之金屬導體被提供且包括一金 屬導體 n ^ a么,及於金屬導體上之一塗層。此塗層係由本發明聚 口物組成物所組成,其包括聚合物樹脂及本發明塑化劑組 、 匕塗層之聚合物樹脂可為此處揭露之任何聚合物樹 月曰。塑化劑組成物可為由單獨或與此處揭露之一或多種 EFA摻合之—或多種sp_ acc所組成之任何塑化劑組成物。 ―“金屬導體”於此處使用時係至少一金屬電線及/或至 ^金屬電纜。經塗覆之金屬導體可為可撓性、半剛性, 或剛性。塗層(亦稱為“護套,,或“鞘材,,或“絕緣材料,,)係於金 屬導體上或於圍繞此金屬導體之另一聚合物層上。塗層包 括本發明組成物。組成物可為此處所揭露之任何組成物。 於此處使用時,“上”包括塗層與金屬導體間之直接接觸或 間接接觸。直接接觸,,係藉此使塗層直接接觸金屬導體而 於塗層與金屬導體間無中間層及/或無中間材料之一名且 態。“間接接觸”係藉此使中間層及/或中間結構及/或中間材 料位於屬導體與塗層間之一組態。塗層可完全或部份覆蓋 或以其它方式圍繞或包圍金屬導體。塗層可為圍繞金屬導 體之唯一組份。另外,塗層可為包圍金屬導體之—夕 27 201202323 套或顆材之一層。 於一實施例,聚合物樹脂係如上所探討之一氯乙稀樹 脂,諸如,PVC。PVC係與塑化劑組成物摻合形成塗層。 此塗層可包括另外組份。於一實施例,塗層包括從約1重量 %至約99重量%或從約20重量%至約80重量。/。,或從約30重 量%至約70重量%之PVC及從99重量。/。至約1重量%,或從 約80重量°/〇至約20重量%,或從約70重量%至約3〇重量%之 塑化劑組成物。於另一實施例,塗層含有從約30重量%至 約90重量°/〇之PVC及從約70重量%至約1〇重量%之塑化劑 組成物。 塑化劑組成物可為此處揭露之任何塑化劑組成物。於 一實施例,存在於塗層之SP-ACC包含少於〇.2重量%之不可 溶組份。存在於塗層之SP-ACC可具有從〇至少於15,或從〇 至少於10,或從0至少於5,或從〇至少於5,或〇之羥基數。 塗層可具有如上對於本發明組成物所探討之任何性 質。於一實施例’經塗覆之導體通過依據UL-1581測量之熱 測試。於另一實施例,塗層中之塑化劑組成物具有從約 M0oC至約2〇〇。(:之溶液溫度。於另一實施例,依據asTM D 2240測量’塗層具有從約D10至約D70之肖氏D硬度。 適合之經塗覆的金屬導體之非限制性例子包括可撓性 電線’諸如,用於消費性電器之電線,電力纜線、行動電 这及/或電腦之電力充電器電線、電腦數據線、電源線、電 線佈線材料、建築用電線、汽車用電線,及消費性電器之 輔助線。 28 201202323 本發月之經塗覆導體可包含二或更多之此處揭露之實 施例。 具有包含此處揭露之組成物之一護套之經塗覆導體, 諸如’―經塗覆之電線或—經塗覆之電繞(具有-選擇性之 絕緣層)可以各種型式之擠錢製備,例如,單或雙螺桿型 弋傳統擠塑機之說明可於美國專利第4,857,6〇〇號案中發 見’、同擠塑及擠塑機之例子可於美國專利第5,575,965號 案中發現。一典型擠塑機具有位於其上游端之一給料斗, 及位於其下游端之一模具。給料斗供應至含有一螺桿之一 套筒内。於下游端,於螺桿端部與模具之間,具有一過濾 ''祠組及一多孔板。擠塑機之螺桿部被認為係分成三區段, 供料區段、壓縮區段,及計量區段,及二區域,後加熱區 及前加熱區,此等區段及區域係從上游至下游。另外,沿 著上游至下游可具有數個加熱區(多於二個)。若具有多於一 個套请,此等套筒係呈串聯連接。每一套筒之長度對直徑 之比率係於約15:1至約30:1之範圍。 此揭露内容之電線及電纜結構(即,一經塗覆之金屬導 體)係藉由將本發明之組成物擠塑至導體上或至經絕緣之 導體束上而於經絕緣之導體周圍形成一塗層(或一設套)而 製迨。设套或絕緣村料之厚度係依所欲最終用途應用之要 求而定。護套或絕緣材料之典型厚度係從約〇〇1〇英吋至約 〇·20〇英吋’或從約0.015英吋至約〇〇5〇英吋。本發明之組 成物可自先前製造之組成物擠塑成護套。通常,為了易於 七、應至擠塑機内,本發明之組成物係呈丸粒型式。電線及 29 201202323 電纜護套或絕緣材料可自化合擠塑機直接擠塑,而無需經 由將本發明組成物丸粒化之個別步驟。此一步驟之化合/擠 塑方法可除去此組成物之加熱歷史步驟。 於一實施例’ 一耐論層亦可擠塑於絕緣材料上,諸如, 傳統之THHN、THWN及THWN-2之結構。 本揭露内容之實施例之非限制性例子係於下提供。 於一實施例,提供一種用於製造一經塗覆之導體之方 法。此方法包含純化包含一乙醯化蓖麻組份及選擇性之一 經環氧化之脂肪酸酯之一塑化劑組成物,及形成具有少於 約0.2重量%之不可溶組份之一塑化劑組成物。此純化可藉 由過濾及/或離心處理此塑化劑組成物而發生。此方法進一 步包含將此塑化劑組成物與一聚合物樹脂混合形成—聚八 物組成物。此方法包括以此聚合物組成物塗覆一金屬導 體’及形成一經塗覆之導體。 此揭露内容提供一種方法。此方法包括純化一乙醯化 乾麻組伤,及形成一單相蓖麻組份,其於曝置於15。匸持續 一週後具有少於0.2重量%之不可溶組份。 於一實施例,此方法之純化步驟係選自過濾、離心處 理、沈積、以添加劑[諸如,二氧化矽(Si〇2)、氧化鋁(ALA)、 活性碳、珍珠岩材料(天然產生之非結晶性矽質火山岩石) 矽藻土]處理’及其等之組合。 於-實施例,此方法包括於純化前將乙醯化錢組份 曝置於從5。(:至5〇。(:之溫度持續至少三小時,或至少三^ 至一週,或至少三小時至二週,或至少三小時至一個月, 201202323 或至少三小時至六個月,或至少三小時至12個月(或其間之 任何值)。 於實苑例,此方法包括於高達150〇C之溫度以添加劑 [諸如’二氧化石夕(Si〇2)、氧化銘(A1203)、活性碳、珍珠岩 广(+;”、;產生之非結晶性矽質火山岩石)、矽藻土]處理乙 醯化麗麻組份’其後過濾而形成較淡顏色,而無需減少不 可溶物之量。 於實施例,此方法包括將單相乙醯化蓖麻組份與一 經壤氧化之脂肪酸S旨摻合及形成-塑化劑組成物。 於一實施例’此方法包括將塑化劑組成物與一聚合物 树月曰杉a及形成具有從0-2,或0-1,或0之環折析出值之 一聚合物組成物。 於一實施例,此方法包含將聚合物組成物塗覆於一金 屬導體上及形成-經塗覆之導體。聚合物組成物包括一聚 合物樹脂及塑化劑組成物。 此方法可包含二或更多之此處揭露之實施例。 測試方法 酸數(或“酸值”)係存在於一化合物中之游離酸量之測 里。酸數係用以中和存在於1克物質中之游離酸(例如,脂 肪酸及/或其它酸,諸如,乙酸)所需之氫氧化鉀之毫克數。 酸數係依據德國標準DIN 53402 (mg KOH/g)決定。 APHA顏色係使用可得自HunterLab之ColorQuest XE比 色計或相等物;20-mm透射單元;HunterLab Universal軟 體,4.10版或相等物,得自HunterLab之黑與白(Black and 31 201202323
White)顏色參考標題或相等物測量;去離水(DI)水之測得 的APHA顏色值係〇。 於25。(:之密度係依據德國標準DIN 51 757 (g/cm3)決 定。 動態貯存模量(G,)及玻璃轉移溫度(Tg)係使用具有 DMA配件之一ta Instrument AR1000N流變計藉由動態機 械分析(DMA)決定。樣本係嘿一矩形固體型式且係以張力 模式測试。溫度係以5°C/分鐘之上升速率從至 + 160°C變化’且測試頻率維持固定於6 283 rad/s〇Hz)。樣 品之貯存及損耗模量與損耗角正切(tan delta)係以溫度之函 數而測量。玻璃轉移溫度(Tg)係自峰值損耗角正切測量決 疋。於-20oC之動態貯存模量(G’)係作為低溫可撓性之測 量。黏彈性材料之貯存及損耗模量係貯存能量(表示彈性部 伤)及以熱消耗之能量(表不黏性部份)之測量。 技基數(或經基值)係乙酿化度之指示,且係存在於一聚 合物中之羥基基團數之測量。羥基數係中和丨克聚合物中之 經基基團所需之氫氧⑽之毫克數,基數係依據德國標 準DIN 53 240(mgKOH/g)決定。 蛾數係氫化度之指示,且係依據德國Einheitsmeth〇de DGF C-V 11a (53)(g I2/100 g)決定。 環折析出係依據ASTM D 3291測量,其係藉由將由於 -18〇。環折變曲内產生之壓變應用而析出之塑化劑量分析 決定塑化劑於聚(氣乙烯)塑料内之相容性。簡言之,使用此 方法,經塑化之聚(氯乙烯)片材之測試樣本係經由一約18〇。
S 32 201202323 之弧彎曲,且固定於設計用以將其等固持於一所欲結構之 一夾具。樣品係固持於受控溫度(即,23°C),且於特定時 間間隔,樣本被移除,以相反方向彎曲180°,且於此環折 内之樣本係藉由視覺檢測或藉由以一乾燥食指擦拭此區域 而檢測塑化劑析出跡象。第3表顯示環折析出數值之分級。 33 201202323 第3表 流出物
内完全乾燥(於環折内無可見到 說明(析出/遷移量) (即’無析出移) Ϊ且於環折 2 (即’低析出移) f且於環折内^ (即,中度析出或中度遷移) 5重/滴 滑且^t折内側±具有Α量G由狀物質 (即’高度析出或高庶谲銘〉___ 組成㈣目雜’視覺檢測於高 脱(例如113 0:或136。〇老化特定時間(例如 或擠塑樣本而評估q雜樣本可m㈣知卩,^導體 上擠塑之絕緣材料)。 、" 肖氏硬度係依據ASTMD 2240決定。 溶液溫度係塑化劑及PVC樹脂之一非均質混合物被觀 察到變成單—相之溫度。溶液溫度係、依據德國標準DIN 53 408藉由將1克之Pvc浸潰於2〇克之塑化劑内且階段式增加 /JBL度至PVC藉由顯微鏡觀察見到完全溶解為止而決定(〇C)。 經塗覆導體(擠塑電線)之表面平滑性係依ansi/asme B46.1使用日本Mitut〇y〇製造之一表面粗縫測量裝置測量。 5%質量損耗之溫度(°C)係使用TG/DTA220決定。塑化 劑樣本係於惰性氣體吹洗下以10 K/分鐘從室溫加熱至最
S 34 201202323 南達600°C ’且出現之質量損耗及熱效應係以熱分析圖記 錄。5 %質量損耗之溫度愈高,揮發性愈低。
未經老化之樣本、於ιι3〇(^1136γ老化168小時之樣本 之抗張強度及抗張伸長率(以2英吋/分鐘)係依據ASTM D 638於自模製板材切割之狗骨狀物或自經塗覆導體(擠塑電 線)移除之管狀絕緣材料決定。 濁度係使用一 LaMotte型號2020i之濁度計測量,其測量 光之散射及哀減。此iso模型具有一發光二極體(LED),其 具有860 nm之波長及少於或等於6〇 nm之光譜帶寬。其使用 與光源呈90度而置放之一光檢測器測量散射之光且以呈 18 0 °之一檢測器測量光之衰減。_第三檢測器測量光源強 度。此儀器係經程式化而於高濁度時使用光衰減且於低濁 度時使用光散射。測量係以標準濁度單位(NTU)為之,其係 液體之濁度或相反地係透明度之測量。濁度係藉由檢測及 量化藉由一液體或一懸浮液之光散射而測量。濁度係藉由 一光束之哀減或此光束之散射而測量。欲被測量濁度之液 體倒至一透光且非畸變玻璃之10-毫升玻璃瓶,然後傲入儀 器内,且以一覆蓋用之蓋子關閉。儀器先讀取一空白玻璃 瓶,移除此玻璃瓶,然後,含有樣品之玻璃瓶被嵌入,且 以選擇之單位(NTU)之測量值被報導。 “UL 1581”之用辭係電線、電纜,及可撓性線材之
Underwriters Laboratories參考標準。UL 1581 含有導體、絕 緣材料、護套及其它覆蓋材料,與樣品製備、樣本選擇及 調節之方法’及於電線及電纜標準所需之測量及計算之特 35 201202323 殊細節。 黏度係依據標準ASTM D 445,布魯克菲爾德黏度計於 25°C及/或40°C決定。 以500伏特直流電之於23°C之體積電阻率(0hm_cm)係 依據ASTM D 257測量。3.5英时直徑之樣本係自4〇密耳厚之 模製板材切割,且使用與一Hewlett Packard 4329A高電阻計 連接之一Hewlett Packard 16008A之電阻計(Resistivity CeU) 測試。 水含量係依據德國標準DIN 51 777決定(%)。 於136°C持續7天後維持之重量(%)係於自3〇密耳厚模 製板材切割之1.25英吋直徑之樣本測量。 例如且非限制性地,本揭露内容之實施例被提供。 實施例 A.單相乙醯化蓖麻組份 實施例1 :單相乙醯化蓖麻蠟樣品(SP-ACW4) -製備及藉由過濾分離不可溶組份 蓖麻蠟(728.5克)及乙酸酐(270克)被注至一2L燒瓶。此 燒瓶係裝設機械式授拌器及於115°C預熱浴之一般蒸館玻 璃器皿。溫度於115°C維持6小時。從800至150毫巴之真空 被用以於115°C之浴溫度移除殘餘乙酸。獲得一黃色液體產 物(ACW4)。ACW 4之性質係如下:於250C之密度(g/cc)= 0.951 ;酸數(mg KOH/g) = 1.4 ;碘值(gl2/100g) = 3 ;羥基數 (mg KOH/g) = 3.7 ;於25。(:/40。(:之黏度(mPa.s) = 330/145 ; 溶液溫度(°C)= 194.5 ;水含量(重量%) = 0.013。
S 36 201202323 此液體產物(ACW4)於合成後立即呈透明。100克之樣 品於15°C維持一週,且使用多孔性濾紙純化[可相比擬於 Whatman之43等級;16微米]。一黏滑產物(0.36重量%)被分 離。經分離之產物被皂化,甲基化’及注射至一 GC/MS系 統内。組成係使用NIST 2000資料庫之最佳配比鑑別(見於 下之第4表)。 第4表 未經過濾之液相及於皂化及甲基化後之分離產物(沉積物) 之組成 室溫 分鐘 組份 總量之面 積% (沉積物) 總量之面積 % (液相-ACW4) 18.47 C16:0(十六酸曱基酯,飽 和) 2.2 1.6 19.44 C18:0(十八酸甲基酯,飽 和,分支) 0.1 0.1 20.24 C18:l(十八酸曱基酯,不飽 和’一個雙鍵) 0.4 0.5 20.38 C18:0(十八酸曱基酯,飽 和) 36.4 15.9 21.27 C19:0(十九酸曱基酯,飽 和) 0.1 0.1 21.98 C18:0(十八酸氧甲基 酯,飽和) 8.2 4.5 22.13 C20:0(二十酸曱基酯,飽 和) 1.5 0.6 22.65 C18:(K十八酸甲基醋,飽和 及官能化-ΌΗ) 50.8 76.7 23.75 C22:0(二十二酸甲基醋,飽 和) 0.3 - 結果顯示分離產物係含有至少一飽和脂肪酸(主要係 37 201202323 十八酸)之混合乙醯化三甘油酯之混合物。 經純化之產物(SP-ACW4)係透明,且即使於室溫 (20〇C-26oC)多於14個月後不會變混濁’其係不同於未經過 濾之材料(ACW4)。於曝置於15°C持續一週後,SP_ACW4 於11 μπι或更大之濾紙上過濾。少於〇·2重量%之不可溶組份 收集於濾紙上。如下之第5表係闡述sp-ACW4之性質。 第5表 SP-ACW4之性質 性質 SP-ACW4 熔點(°c) 於室溫係液體 於25°C之密度(g/cc) 0.950 - 0.960 酸數(mg KOH/g) 1-8 碘值(gl2/100g) <40 羥基數(mg KOH/g) 0至少於15 黏度 mPa‘s(於 25C) 100至少於2000 不可溶組份重量% < 0.2 實施例2Α :單相乙醢化蓖麻蠟樣品(SP-ACW5(a)) -藉由離心處理製備不可溶組份 ACW 5之性質係如下:於25。(:之密度(g/cc) = 0.954 ; 酸數(mg KOH/g) = 2.3 ;碘值(gI2/100g) = 1.5 ;羥基數(mg KOH/g) = 0;於250C之黏度(mPa.s) = 348;水含量(重量〇/〇)= 0.043。乙醯化蓖麻蠟(ACW5)於20oC及5000 g-力量離心處 理8分鐘,沈澱較稠密之不可溶組份。因為離心機需要約丄 分鐘以達全速’此被認為相等於具有124秒之實際滞留時間 之於17,000 g-力量操作生產中之全尺寸盤堆式離心機。堪 狀沉積物形成,其係等於原始體積之1.33%。此供料雖浮液 之起始濁度測得係235 NTU。上澄液體被傾析,且其濁度
S 38 201202323 測得係192 NTU ’反映更多稠密不可溶固體沉澱。 ACW5之離心處理於5000 g-力量及2〇0c重複90分鐘。 形成之沉澱物構成起始體積之3.67%,且傾析之液體 SP-ACW5(a)之濁度測得係38.3 NTU。 實施例2B :單相乙醯化蓖麻躐樣品(sp_ACW5(b)) -藉由過濾分離不可溶組份 乙醯化蓖麻蠟(ACW5)於20°C使用Pali_Seitz複合物,透 鏡狀過據介質K100等級’過渡移除不可溶組份。2〇分鐘後, 使用30 psi之最大差壓自47-mm直徑之過據盤收集35克之 貫質上不含懸浮固體之滤液。相比於原始供料懸浮液之235 NTU ’渡液SP-ACW5(b)之濁度測得係I』NTU。渡液 SP-ACW5(b)之顏色(APHA - 20mm)測得係256。 實施例3 :單相乙醯化蓖麻蠟樣品(sp-AC:W6) -製備及藉由於15°C之過濾分離不可溶組份 將一 50毫升之玻璃瓶裝填預熱至6〇°C隔夜且於一夸 脫尺寸之玻璃瓶内均質化之ACW5。瓶子係自5加备桶之實 施例2填充,且未過濾地貯放於實驗檯。50·毫升之瓶子於 15 C水浴中維持7天。明顯混濁於此溫度約1小時後出現。7 天後,液體於氮氣壓下以一 1 ·2 μιη Whatman GF/C玻璃微纖 維過濾器過濾產生SP-ACW6。收集之不可溶物之量測得係 約1.82重量%。經純化之ACW6 (SP-ACW6)曝置於i5°c — 週,然後,於Ιΐμπι(或更大)之濾紙上過濾,收集到少於〇2 重量%之不可溶組份。 實施例4至6 :單相乙醯化蓖麻蠟樣品(sp_aCW7, 39 201202323 SP-ACW8, SP-ACW9) -藉由與添加劑接觸及過濾而製備及移除顏色 乙醯化蓖麻蠟(ACW5)加熱至5〇°C。一不同之添加劑添 加至一ACW5個別分開樣品:5重量%之Si〇2(ACW7)、5重 量%之A1203(ACW8),及5重量°/〇之活性碳(ACW9)。每一混 合物攪拌隔夜,且其後使用Whatman定性濾紙1級(11 μιη) 過濾。顏色(ΑΡΗΑ - 20 mm)係使用 Hunter Lab之ColorQuest XE測量。去離子水之APHA值係0。實驗結果係綜述於第6 表。所有三種添加劑於自ACW5移除顏色係有效,造成實質 上較淡顏色,且Si02表現最佳。 第6表 以添加劑處理乙醯化乾麻堞以減少顏色 ACW5 實施例4 (SP-ACW7) 實施例5 (SP-ACW8) 實施例6 (SP-ACW9) __ 處理 未處理 Si〇2 Al2〇3(活 化’天然) 活性碳 顏色(APHA-20mm 398 215 322 279 ^^---322 279 B.熱塑性組成物:PVC及塑化劑組成物之摻合物 由聚氣乙烯(PVC)與各種塑化劑組成物之摻合物及添 加劑所組成之熱塑性組成物係如下之第7表中所示般製備。 s 40 201202323 第7表 熱塑性組成物 摻合物7(具 ACW4塑化 劑) 摻合物8(具 SP-ACW4 塑化 劑) PVC 62.3 62.3 ACW塑化劑 15.0 15.0 黏土 6.4 6.4 ESO塑化劑 15.0 15.0 Baeropan® MC 90249 KA 1.0 1.0 Irganox® 1076 0.3 0.3
Baeropan® MC 90249 KA=熱穩定劑(Baerlocher) 黏土= Satintone® SP-33黏 土填料(New England Resins & Pigments Corp.) ESO= PLAS-CHEK® 775環氧化黃豆油(Ferro)
Irganox® 1076 =位阻酌·抗氧化齊ij(Ciba Chemicals) PVC=聚氯乙婦均聚物(〇xyVinyls®240F) 值=以組成物總i量為基4之臺量% *以總塑化劑重量為基準之重量% C.熱塑性組成物7及8(摻合物7及8) 下列程序被用以製備摻合物7及8 : -將ACW及ESO塑化劑預熱至6〇。(:持續至少60分鐘,使 用前搖動且混合在一起而製造塑化劑組成物 -將個別成份稱重 -先藉由將塑化劑組成物浸於PVC粉末内製造‘乾式摻 合物’,然後,製造熔融混合物 -下列程序被用以製備‘乾式掺合物,: (a) 使用抹刀於一容器内將每一者(除塑化劑組成物及 填料外)混合而製造“固體混合物”。 (b) 使用於90oC及40 rpm之具有ε刀之"40 cm3" 41 201202323
Brabender混合砵。 (c) 2分鐘暖機後,添加固體混合物。混合30秒。 (d) 添加塑化劑組成物。混合360秒(6分鐘)。 (e) 添加黏土填料。混合60秒。 (f) 停止及移除“乾式摻合物,’。 -‘乾式摻合物’其後使用下列程序熔融混合: (a) 使用於40卬爪設定之具有凸輪轉子之“40 cm3,, Brabender混合妹。 (b) 添加4乾式摻合物,,且於180〇C混合2分鐘。 來自混合缽之摻合組成物係於180。(:壓縮成型5分鐘。 樣本係自3 0密耳厚之模製板材切割以供除體積電阻率以外 之所有性質之測試。硬度、重量、抗張強度/伸長率(以2英 〇寸/分鐘)係對未經老化之樣本及於113。(:或136。(:老化168小 時之樣本測量’其等係自30密耳厚之板材切割。經熱老化 之模製樣本亦以視覺檢測於表面之流出物(析出物)跡象。環 折析出係於在室溫老化48小時之樣本測量。體積電阻率係 於自40密耳厚之模製板材切割之樣本測量。結果係於第8表 中提供。 第8表提供各種熱塑性組成物之性質。
S 42 201202323 <00姝 Vol Res 4.37Ε+15 4.05E+15 1¾ CN 析出 136°C m 碟 析出 113°C 碟 σ< 〇\ 卜 ON TER 136°C 86±2 86 ±5 TER 113°C 96±10 95±11 291 ±0 298 ± 19 TSR 136°C 94±4 101 土 3 TSR 113°C 99±7 100±6 00 3676 ±112 3644± 113 肖氏(D) 38.5 + 0.4 36·4±0.6 熔融摻 合物之 顏色 乳脂色 乳脂色 塑化劑組成物 ACW4(50) ESO (50) SP-ACW4(50) ESO (50) r- 00 拽 W =1Ή〇 寸CNCNa slsvl^l^IQl^波=(α)ι^波 (0/〇)峒«宪费 w^¥ 7IJ09 e 一 衾=.19¾ ΪΜ (S3 ulqo)峰'®11,擗鍥 wooeCN衾=saoioA H4^w 891 θ^>309ει 衾二%)蜾教衂缌^ΐτυ09π ysi -4赛>891与哳0。^1衾二。/。)竑资^娥豳^=3。210:81 oos a SIS v 二。/0)竑费妨缌豳运=ysi Οοε9 aslsv *4蟑^啪<二?so.)^维豳运=SH 古七 891^啣3。9二衾二。/。)捃教¥幸恶^=3。9£10:31 •4蟑>玄七〇091与啪oiu食二。/。)埯费本奪戚^=3。£11 ΉΗ1 oos a S1SV 二 0/0)竑费本奪恶^= Ή3Η Οοε9 aslsv <-4蟑^^>^二。/0)诛一-幸豳^= 3143 -H客客蛘WT«<靶酋七8寸二2Ή)朗㈣食=1Ή-Ή絮 (吞·33^)#·Ή^ντβ<^νκ/.-30 9ει^=ο0 9ει·33^ (蓉书客)龚-H传 w Τ«<靶¥/. < 3。£11 念=υοπ 1-33牟 201202323 摻合物7及8皆於熱老化之前及之後展現令人滿意之性 質。但是,經純化之ACW4或SP-ACW4(摻合物8)形成比未 經純化之ACW4 (摻合物7)更低之硬度(即,增加之塑化效率) 及較少之環折析出。 特別意欲者係本揭露内容不限於此處所含之實施例及 例示說明,而係包括此等實施例之修改型式,包括如下列 申請專利範圍之範圍内之此等實施例之部份及不同實施例 之元件之組合。 I:圖式簡單說明3 (無) 【主要元件符號說明】 (無)
S 44
Claims (1)
- 201202323 七、申請專利範圍: 1. 一種單相乙醯化蓖麻組份,於曝置於15〇c至少一週後具 有少於約0.2重量%之不可溶組份。 2. 如申請專職圍第i項之崎,其具有從丨g则麵 NTU之濁度。 3. —種組成物,包含: 一單相乙醯化蓖麻組份; 一經環氧化之脂肪酸酯;且 該組成物於曝置於㈣至少-週後具有少㈣2重量% 之不可溶組份。 4·如申請專利範㈣3項之組成物,包含_單相該組份, 其於曝置於收至少一週後具有少於約0_2重量%之不 可溶組份。 5·如申請專利範圍第3項之組成物,其中,該經環氧化之脂 肪酸醋係選自由經環氧化之黃豆油、經環氧化之丙二醇 二祕醋、經環氧化之椋櫚油、經環氧化之亞麻仁油、 經壞氧化之脂肪酸甲基酯、前述每一者之經環氧化之衍 生物,及其等之組合所構成之族群。 6. —種聚合物組成物,包含: —聚合物樹脂; —塑化劑組成物’包含—單相乙醯化t麻組份,及選擇 性之一經環氧化之脂肪酸酯;且 依據AS™ 〇 3291測量時,該聚合物組成物具有從〇_2 之環折析出值。 45 201202323 7. —種經塗覆之導體,包含: 一金屬導體;以及 於該金屬導體上之一塗層,該塗層包含一聚合物樹脂及 一塑化劑組成物,該塑化劑組成物包含一單相乙醯化蓖 麻組份及選擇性之一經環氧化之脂肪酸酯。 8. 如申請專利範圍第7項之經塗覆之導體,其中,該塑化劑 組成物於曝置於15°C至少一週後包含少於0.2重量%之 不可溶組份。 9. 如申請專利範圍第7項之經塗覆之導體,其中,該單相乙 醯化蓖麻組份於曝置於15°C至少一週後包含少於0.2重 量%之不可溶組份。 10. 如申請專利範圍第7項之經塗覆之導體,其中,該塑化 劑組成物包含一經環氧化之脂肪酸酯,該經環氧化之脂 肪酸酯係選自由經環氧化之黃豆油、經環氧化之丙二醇 二油酸酯、經環氧化之棕櫚油、經環氧化之亞麻仁油、 經環氧化之脂肪酸甲基酯、前述每一者之經環氧化之衍 生物,及其等之組合所構成之族群。 S 46 201202323 四、指定代表圖: (一) 本案指定代表圖為:第( )圖。(無) (二) 本代表圖之元件符號簡單說明: 五、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式:
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