TWI813726B - 添加劑組成物及使用其以製造聚合物組成物之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種添加劑組成物，其包含一或多種順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽。存在於該添加劑組成物中之25 mol%或更多之該順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽為順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物。該添加劑組成物具有約20%或更少之一重量含水量。一種用於製備一熱塑性聚合物組成物之方法包含使該添加劑組成物與一熱塑性聚合物混合，熔融所得混雜物，以及使該混雜物固化以製備一聚合物組成物。

Description

添加劑組成物及使用其以製造聚合物組成物之方法
發明領域
本申請案涉及一種適用作用於聚合物之結晶成核劑的添加劑組成物，用於使用此類添加物組成物製備聚合物組成物之方法，以及使用此類方法製成之聚合物組成物。
背景
用於熱塑性聚合物之若干成核劑為此項技術中已知的。此等成核劑通常藉由形成晶核或提供在熱塑性聚合物自熔融狀態固化時用於熱塑性聚合物中之晶體之形成及/或生長的位點來起作用。由成核劑提供之晶核或位點使晶體在比將在原生非成核熱塑性聚合物中形成之晶體更高之溫度及/或更快之速率下形成於冷卻聚合物內。此等效應可隨後允許在比原生非成核熱塑性聚合物更短之循環時間下處理成核熱塑性聚合物組成物。
雖然聚合物成核劑可以類似方式起作用，但並非全部成核劑都相同。舉例而言，特定成核劑可在提高熱塑性聚合物之峰值聚合物再結晶溫度方面極有效，但由此類成核劑誘發之結晶之快速速率可導致由含有成核劑之熱塑性聚合物組成物製備之模製部件的不一致（非等向性）收縮。此類成核劑亦可在將模製部件之硬度提高至所需程度方面無效。
考慮到此等特性之複雜相互關係及許多成核劑在至少一個方面中呈現低於最佳性能之事實，仍需要能夠製備熱塑性聚合物組成物之成核劑，該熱塑性聚合物組成物呈現高峰值聚合物再結晶溫度、低及等向性收縮與高硬度之更所需組合。本文中所描述的添加劑組成物、聚合物組成物及其製備方法試圖實現此需要。
發明概要
在第一實施例中，本發明提供一種添加劑組成物，其包含一或多種順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽，其中存在於添加劑組成物中之25 mol%或更多之順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽為順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物。添加劑組成物較佳地具有約20%或更少之重量含水量。
在第二實施例中，本發明提供一種用於製備聚合物組成物之方法，方法包含以下步驟：(a)提供熱塑性聚合物，熱塑性聚合物具有熔點；(b)提供如上文所描述之添加劑組成物；(c)使熱塑性聚合物與添加劑組成物組合以製備混雜物；(d)將混雜物加熱至高於熱塑性聚合物之熔點之溫度以製備熔融混雜物；以及(e)將熔融混雜物之溫度降低至低於熱塑性聚合物之熔點之溫度，藉此製備聚合物組成物。
本發明之詳細描述
在第一實施例中，本發明提供一種添加劑組成物，其包含一或多種順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽。較佳地，添加劑組成物包含順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物(即，CaC8 H10 O4 ·1H2 O)及一或多種額外的順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽，諸如無水順-1,2-環己烷二羧酸鈣(即，CaC8 H10 O4 )。
順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物可以任何適合之量存在於添加劑組成物中。在一個實施例中，順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物之量可表達為存在於添加劑組成物中之順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽之總量的百分比。在此類實施例中，存在於添加劑組成物中之25 mol%或更多之順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽較佳地為順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物。更佳地，存在於添加劑組成物中之約33 mol%或更多、約50 mol%或更多、約75 mol%或更多、約90 mol%或更多或約95 mol%或更多之順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽為順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物。
雖然添加劑組成物含有水合順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽，但添加劑組成物較佳地含有限制量之水。較佳地，添加劑組成物具有約20%或更少之重量含水量。更佳地，添加劑組成物具有約15%或更少或約10%或更少之重量含水量。由於添加劑組成物含有一些順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物，故添加劑組成物之重量含水量將大於零。相應地，在一較佳實施例中，添加劑組成物具有約2%或更多之重量含水量。在其他較佳實施例中，添加劑組成物具有約3%或更多、約4%或更多、約5%或更多、約6%或更多或約7%或更多之重量含水量。因此，在一系列較佳實施例中，添加劑組成物較佳地具有2%至約20% (例如，約2%至約15%或約2%至約10%)、約3%至約20% (例如，約3%至約15%或約3%至約10%)、約4%至約20% (例如，約4%至約15%或約4%至約10%)、約5%至約20% (例如，約5%至約15%或約5%至約10%)、約6%至約20% (例如，約6%至約15%或約6%至約10%)或約7%至約20% (例如，約7%至約15%或約7%至約10%)之重量含水量。
除了上文所描述的順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽之外，添加劑組成物亦可包含其他組分。適合的額外組分包括但不限於抗氧化劑(例如，酚類抗氧化劑、亞磷酸酯抗氧化劑及其組合)、抗阻斷劑(例如，非晶形二氧化矽及矽藻土)、顏料(例如，有機顏料及無機顏料)及其他著色劑(例如，染料及聚合著色劑)、填充劑及增強劑(例如，玻璃、玻璃光纖、滑石、碳酸鈣及硫酸氧鎂晶鬚)、成核劑、澄清劑、除酸劑(例如，水滑石類除酸劑[例如，來自Kisuma化工之DHT-4A®]、脂肪酸之金屬鹽[例如，硬脂酸之金屬鹽]及脂肪酸酯之金屬鹽[例如，乳酸酯鹽])、聚合物處理添加劑(例如，氟聚合物聚合物處理添加劑)、聚合物交聯劑、助滑劑(例如，由脂肪酸與氨或含胺化合物之間的反應衍生之脂肪酸醯胺化合物)、脂肪酸酯化合物(例如，由脂肪酸與含羥基化合物之間的反應衍生之脂肪酸酯化合物，諸如甘油、二甘油及其組合)以及前述內容之組合。
在一較佳實施例中，添加劑組成物進一步包含脂肪酸之金屬鹽。適合的脂肪酸之金屬鹽包括但不限於飽和及不飽和(即，單不飽和及多不飽和)脂肪酸(例如，C6 或更大之脂肪酸)之鹽以及此類飽和及不飽和脂肪酸之酯(例如，乳酸或聚(乳酸)酯)。在一較佳實施例中，脂肪酸係選自由以下組成之群組：飽和及不飽和C8 至C28 脂肪酸，更佳地飽和及不飽和C12 至C22 脂肪酸。更佳地，脂肪酸係選自由以下組成之群組：飽和C8 至C28 脂肪酸，甚至更佳地飽和C12 至C22 脂肪酸。在一更具體較佳實施例中，添加劑組成物包含選自由以下組成之群組的至少一種脂肪酸之金屬鹽：月桂酸鹽、豆蔻酸鹽、棕櫚酸鹽、硬脂酸鹽(例如，硬脂酸鹽及12-羥基硬脂酸鹽)、花生酸鹽(二十烷酸鹽)、二十二烷酸鹽、乳酸鹽及其混合物。在一較佳實施例中，添加劑組成物包含選自由以下組成之群組的至少一種脂肪酸之金屬鹽：豆蔻酸鹽、棕櫚酸鹽、硬脂酸鹽及其混合物。在另一較佳實施例中，添加劑組成物包含選自由以下組成之群組的至少一種脂肪酸之金屬鹽：豆蔻酸鹽、硬脂酸鹽及其混合物。更佳地，添加劑組成物包含硬脂酸之金屬鹽。上文所描述的脂肪酸之金屬鹽典型地由天然來源衍生，且因此，含有具有不同碳鏈長度之脂肪酸鹽的混合物。舉例而言，作為硬脂酸鹽出售之產品可含有可觀量的棕櫚酸鹽及/或二十烷酸鹽。此外，不同脂肪酸鹽在產品內之分佈可視用於製備產品之特定來源而變化。因此，如本申請案中所使用，對特定脂肪酸鹽之金屬鹽的提及並不意欲僅僅涵蓋純脂肪酸鹽。相反，對特定脂肪酸鹽之提及亦涵蓋商業上作為特定脂肪酸鹽出售之產品，即使此類產品亦含有可量測量的具有類似碳鏈長度之脂肪酸鹽。
脂肪酸之鹽可包含任何適合之相對離子以均衡脂肪酸陰離子之電荷。如上所指出，相對離子較佳地為金屬陽離子。在一較佳實施例中，脂肪酸之金屬鹽包含選自由以下組成之群組的陽離子：鹼金屬陽離子、鹼土金屬陽離子及第12族元素陽離子。更佳地，脂肪酸之金屬鹽包含選自由第12族元素陽離子組成之群組的陽離子。最佳地，脂肪酸之金屬鹽包含鋅陽離子(即，鋅(II)陽離子)。
脂肪酸之鹽可以任何適合之量存在於添加劑組成物中。在一較佳實施例中，脂肪酸之鹽以約1份或更多份每19份(按重量計)之存在於添加劑組成物中之順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽的量存在於添加劑組成物中。在另一較佳實施例中，脂肪酸之鹽以約1份或更多份每9份、約1份或更多份每4份、約1份或更多份每3份、約3份或更多份每7份或約1份或更多份每2份(按重量計)之存在於添加劑組成物中之順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽的量存在於添加劑組成物中。脂肪酸之鹽較佳地以約9份或更少份每1份、約4份或更少份每1份、約3份或更少份每1份、約7份或更少份每3份、約3份或更少份每2份、約1份或更少份每1份或約2份或更少份每3份(按重量計)之存在於添加劑組成物中之順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽的量存在於添加劑組成物中。因此，在一系列較佳實施例中，脂肪酸之鹽及順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽以約1:19至約9:1、約1:9至約4:1、約1:4至約3:1、約3:7至約7:3、約1:2至約3:2、約1:2至約1:1或約1:2至約2:3之比率(比率表達為數重量份脂肪酸鹽比數重量份順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽)存在於添加劑組成物中。較佳地，脂肪酸之鹽以約1份每2份之存在於添加劑組成物中之順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽的量存在於添加劑組成物中。
如上所指出，咸信添加劑組成物尤其極適合於用作用於熱塑性聚合物(尤其聚烯烴，諸如聚丙烯)之成核劑。已觀測到用上文所描述的添加劑組成物製成之聚合物組成物呈現所需物理特性之組合。舉例而言，用根據本發明之添加劑組成物製成的聚合物組成物(例如，聚丙烯聚合物組成物)可呈現超過124℃之峰值聚合物再結晶溫度，該溫度足夠高以在一些模製操作中顯著地縮短循環時間。相對於用並不含有可觀量之順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物的添加劑組成物成核之聚合物組成物，此等聚合物組成物亦呈現相對高硬度。另外，相比於用並不含有可觀量之順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物的添加劑組成物成核之類似聚合物組成物，用根據本發明之添加劑組成物製成的聚合物組成物(例如，聚丙烯聚合物組成物)呈現更低機械及橫向方向收縮率。此外，用根據本發明之添加劑組成物製成的聚合物組成物呈現更多等向性收縮，此意謂由聚合物組成物製成之部件在尺寸上更穩定且在曝露於不同溫度時不大可能翹曲。通常咸信較低收縮率為所需特徵，此係由於聚合物組成物之收縮率直接與聚合物組成物在加熱時之熱膨脹有關。聚合物組成物之熱膨脹在聚合物組成物將經受大的溫度波動之應用中為特別關注的，諸如汽車裝飾應用(例如，汽車保險桿)。在此類應用中，必須緊密地控制部件之熱膨脹以防止部件在高熱下翹曲、變形或撞擊相鄰金屬件。
因此，在第二實施例中，本發明提供用於製備聚合物組成物之方法。方法包含以下步驟：(a)提供熱塑性聚合物，熱塑性聚合物具有熔點；(b)提供如上文所描述之添加劑組成物；(c)使熱塑性聚合物與添加劑組成物組合以製備混雜物；(d)將混雜物加熱至高於熱塑性聚合物之熔點之溫度以製備熔融混雜物；以及(e)將熔融混雜物之溫度降低至低於熱塑性聚合物之熔點之溫度，藉此製備聚合物組成物。
本發明之方法可利用任何適合之熱塑性聚合物。較佳地，熱塑性聚合物為聚烯烴。聚烯烴聚合物可為任何適合的聚烯烴，諸如聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚(4-甲基-1-戊烯)及聚(乙烯基環己烷)。在一較佳實施例中，熱塑性聚合物為選自由以下組成之群組的聚烯烴：聚丙烯均聚物(例如，非規聚丙烯均聚物、等規聚丙烯均聚物及間規聚丙烯均聚物)、聚丙烯共聚物(例如，聚丙烯無規共聚物)、聚丙烯抗衝擊共聚物及其混合物。適合的聚丙烯共聚物包括但不限於由丙烯在共聚單體存在下之聚合製成的無規共聚物，該共聚單體選自由乙烯、丁-1-烯(即，1-丁烯)及己-1-烯(即，1-己烯)組成之群組。在此類聚丙烯無規共聚物中，共聚單體可以任何適合的量存在，但典型地以小於約10 wt% (例如約1至約7 wt%)之量存在。適合的聚丙烯抗衝擊共聚物包括但不限於藉由將共聚物添加至聚丙烯均聚物或聚丙烯無規共聚物而製備的彼等者，該共聚物選自由乙烯-丙烯橡膠(ethylene-propylene rubber；EPR)、乙烯丙烯-二烯烴單體(ethylenepropylene-diene monomer；EPDM)、聚乙烯及塑性體組成之群組。在此類聚丙烯抗衝擊共聚物中，共聚物可以任何適合的量存在，但典型地以約5至約25 wt%之量存在。上文所描述的聚烯烴聚合物可為分支或交聯的，諸如因添加增強聚合物之熔融強度的添加劑而引起的分支或交聯。
在方法之替代實施例中，熱塑性聚合物可用適合的蠟替代或與其組合使用。在此類實施例中，本發明之方法可用於製備含蠟添加劑組成物或母料，其充當順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽之載體且預期用於進一步添加至聚合物。適合的蠟包括但不限於選自由以下組成之群組的彼等者：動物蠟、植物蠟、石蠟、微晶蠟、聚烯烴蠟、費托蠟(Fischer-Tropsch waxes)及其混合物。對用於組成物之適合的蠟之選擇可受聚合物及/或將添加組成物之聚合物組成物的特性影響。舉例而言，蠟較佳地具有小於或等於目標聚合物或待在目標聚合物組成物中成核之聚合物之熔點的熔點。此將確保蠟在處理期間熔融以製備可充分及均勻地與目標聚合物混合之熔融液體，其轉而充分及均勻地將成核劑分散於聚合物中。因此，對用於組成物之適合的蠟之選擇可至少部分地視正成核之特定聚合物及此聚合物之熔點而定。此外，對適合的蠟之選擇亦可視聚合物預期用於之應用而定。舉例而言，若聚合物預期用於食品接觸應用中，則蠟較佳地為已認為可安全用於此類食品接觸應用之一種蠟。
添加劑組成物可以任何適合之量與熱塑性聚合物組合。較佳地，添加劑組成物按混雜物之總重量計以約50 ppm或更多之量存在於混雜物中。更佳地，添加劑組成物按混雜物之總重量計以約100 ppm或更多、約200 ppm或更多、約250 ppm或更多、約300 ppm或更多、約400 ppm或更多或約500 ppm或更多之量存在於混雜物中。在另一較佳實施例中，添加劑組成物按混雜物之總重量計以約10,000 ppm或更少之量存在於混雜物中。更佳地，添加劑組成物按混雜物之總重量計以約9,000 ppm或更少、約8,000 ppm或更少、約7,000 ppm或更少、約6,000 ppm或更少、約5,000 ppm或更少、約4,000 ppm或更少、約3,000 ppm或更少或約2,500 ppm或更少之量存在於混雜物中。因此，在一系列較佳實施例中，添加劑組成物按混雜物之總重量計以約50 ppm至約10,000 ppm (例如，約100 ppm至約10,000 ppm)、約50 ppm至約5,000 ppm、約100 ppm至約5,000 ppm、約200 ppm至約4,000 ppm或約250 ppm至約3,000 ppm之量存在於混雜物中。
在另一實施例中，由方法製備之聚合物組成物可為母料組成物，其包含相對高含量之添加劑組成物且預期用於放入額外聚合物中以製備含有所要最終負載水準之添加劑組成物的成品聚合物組成物。在此類實施例中，添加劑組成物可以任何適合之量存在於混雜物中。在一個實施例中，添加劑組成物按混雜物之總重量計以約1 wt%或更多之量存在於混雜物中。更佳地，添加劑組成物按混雜物之總重量計以約2 wt%或更多、約3 wt%或更多、約4 wt%或更多或約5 wt%或更多之量存在於混雜物中。在製成母料組成物之此類實施例中，添加劑組成物較佳地按混雜物之總重量計以約50 wt%或更少、約40 wt%或更少、約30 wt%或更少、約20 wt%或更少、約15 wt%或更少或約10 wt%或更少之量存在於混雜物中。因此，在製備母料組成物之一系列較佳實施例中，添加劑組成物按混雜物之總重量計以約1 wt%至約50 wt% (例如，約1 wt%至約40 wt%、約1 wt%至約30 wt%、約1 wt%至約20 wt%、約1 wt%至約15 wt%或約1 wt%至約10 wt%)、約2 wt%至約50 wt% (例如，約2 wt%至約40 wt%、約2 wt%至約30 wt%、約2 wt%至約20 wt%、約2 wt%至約15 wt%或約2 wt%至約10 wt%)、約3 wt%至約50 wt% (例如，約3 wt%至約40 wt%、約3 wt%至約30 wt%、約3 wt%至約20 wt%、約3 wt%至約15 wt%或約3 wt%至約10 wt%)、約4 wt%至約50 wt% (例如，約4 wt%至約40 wt%、約4 wt%至約30 wt%、約4 wt%至約20 wt%、約4 wt%至約15 wt%或約4 wt%至約10 wt%)或約5 wt%至約50 wt% (例如，約5 wt%至約40 wt%、約5 wt%至約30 wt%、約5 wt%至約20 wt%、約5 wt%至約15 wt%或約5 wt%至約10 wt%)之量存在於混雜物中。
咸信添加劑組成物之大部分成核效應視存在於混雜物中之順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽之濃度而定。因此，可替代地藉由闡述混雜物中之順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽之濃度來表示與熱塑性聚合物組合之添加劑組成物之量。較佳地，順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽按混雜物之總重量計以約50 ppm或更多之量存在於混雜物中。更佳地，順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽按混雜物之總重量計以約100 ppm或更多、約200 ppm或更多、約250 ppm或更多、約300 ppm或更多、約400 ppm或更多或約500 ppm或更多之量存在於混雜物中。在另一較佳實施例中，順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽按混雜物之總重量計以約10,000 ppm或更少之量存在於混雜物中。更佳地，順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽按混雜物之總重量計以約9,000 ppm或更少、約8,000 ppm或更少、約7,000 ppm或更少、約6,000 ppm或更少、約5,000 ppm或更少、約4,000 ppm或更少、約3,000 ppm或更少或約2,500 ppm或更少之量存在於混雜物中。因此，在一系列較佳實施例中，順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽按混雜物之總重量計以約50 ppm至約10,000 ppm (例如，約100 ppm至約10,000 ppm)、約50 ppm至約5,000 ppm、約100 ppm至約5,000 ppm (例如，約100 ppm至約4,000 ppm、約100 ppm至約3,000 ppm、約100 ppm至約2,500 ppm或約100 ppm至約2,000 ppm)、約200 ppm至約4,000 ppm (例如，約200 ppm至約3,000 ppm)或約250 ppm至約3,000 ppm之量存在於混雜物中。
由方法製備之母料組成物可含有任何適合之量的順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽。在一個實施例中，順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽按混雜物之總重量計以約0.5 wt%或更多之量存在於混雜物中。更佳地，添加劑組成物按混雜物之總重量計以約1 wt%或更多、約1.5 wt%或更多、約2 wt%或更多、約2.5 wt%或更多、約3 wt%或更多、約4 wt%或更多或約5 wt%或更多之量存在於混雜物中。在製成母料組成物之此類實施例中，順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽較佳地按混雜物之總重量計以約50 wt%或更少、約40 wt%或更少、約30 wt%或更少、約20 wt%或更少、約15 wt%或更少、約10 wt%或更少、約7.5 wt%或更少或約5 wt%或更少之量存在於混雜物中。因此，在製備母料組成物之一系列較佳實施例中，順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽按混雜物之總重量計以約0.5 wt%至約50 wt% (例如，約0.5 wt%至約40 wt%、約0.5 wt%至約30 wt%、約0.5 wt%至約20 wt%、約0.5 wt%至約15 wt%、約0.5 wt%至約10 wt%、約0.5 wt%至約7.5 wt%或約0.5 wt%至約5 wt%)、約1 wt%至約50 wt% (例如，約1 wt%至約40 wt%、約1 wt%至約30 wt%、約1 wt%至約20 wt%、約1 wt%至約15 wt%、約1 wt%至約10 wt%、約1 wt%至約7.5 wt%或約1 wt%至約5 wt%)、約1.5 wt%至約50 wt%(例如，約1.5 wt%至約40 wt%、約1.5 wt%至約30 wt%、約1.5 wt%至約20 wt%、約1.5 wt%至約15 wt%、約1.5 wt%至約10 wt%、約1.5 wt%至約7.5 wt%或約1.5 wt%至約5 wt%)、約2 wt%至約50 wt% (例如，約2 wt%至約40 wt%、約2 wt%至約30 wt%、約2 wt%至約20 wt%、約2 wt%至約15 wt%、約2 wt%至約10 wt%、約2 wt%至約7.5 wt%或約2 wt%至約5 wt%)、約2.5 wt%至約50 wt% (例如，約2.5 wt%至約40 wt%、約2.5 wt%至約30 wt%、約2.5 wt%至約20 wt%、約2.5 wt%至約15 wt%、約2.5 wt%至約10 wt%、約2.5 wt%至約7.5 wt%或約2.5 wt%至約5 wt%)、約3 wt%至約50 wt% (例如，約3 wt%至約40 wt%、約3 wt%至約30 wt%、約3 wt%至約20 wt%、約3 wt%至約15 wt%、約3 wt%至約10 wt%、約3 wt%至約7.5 wt%或約3 wt%至約5 wt%)、約4 wt%至約50 wt% (例如，約4 wt%至約40 wt%、約4 wt%至約30 wt%、約4 wt%至約20 wt%、約4 wt%至約15 wt%、約4 wt%至約10 wt%、約4 wt%至約7.5 wt%或約4 wt%至約5 wt%)或約5 wt%至約50 wt% (例如，約5 wt%至約40 wt%、約5 wt%至約30 wt%、約5 wt%至約20 wt%、約5 wt%至約15 wt%、約5 wt%至約10 wt%、約5 wt%至約7.5 wt%或約5 wt%至約5 wt%)之量存在於混雜物中。
除了上文所描述的添加劑組成物之外，由方法製備之聚合物組成物亦可包含其他組分。適合的額外組分包括但不限於抗氧化劑(例如，酚類抗氧化劑、亞磷酸酯抗氧化劑及其組合)、抗阻斷劑(例如，非晶形二氧化矽及矽藻土)、顏料(例如，有機顏料及無機顏料)及其他著色劑(例如，染料及聚合著色劑)、填充劑及增強劑(例如，玻璃、玻璃光纖、滑石、碳酸鈣及硫酸氧鎂晶鬚)、成核劑、澄清劑、除酸劑(例如，水滑石類除酸劑[例如，來自Kisuma化工之DHT-4A®]、脂肪酸之金屬鹽[例如，硬脂酸之金屬鹽]及脂肪酸酯之金屬鹽[例如，乳酸酯鹽])、聚合物處理添加劑(例如，氟聚合物聚合物處理添加劑)、聚合物交聯劑、助滑劑(例如，由脂肪酸與氨或含胺化合物之間的反應衍生之脂肪酸醯胺化合物)、脂肪酸酯化合物(例如，由脂肪酸與含羥基化合物之間的反應衍生之脂肪酸酯化合物，諸如甘油、二甘油及其組合)以及前述內容之組合。
咸信由本文中所描述的方法製備之聚合物組成物適用於製備多種熱塑性製品。聚合物組成物可藉由任何適合的技術經形成為所需熱塑性製品，該技術諸如注塑成型、注塑旋轉成型、吹塑成型(例如，注塑吹塑成型、注塑拉伸吹塑成型、擠出吹塑成型或壓縮吹塑成型)、擠出(例如，片材擠出、膜擠出、鑄膜擠壓或發泡擠出)、熱成型、旋轉成型、膜吹塑(吹塑膜)、膜鑄造(鑄膜)及其類似者。
由本文中所描述的方法製備之聚合物組成物可用於製備任何適合之製品或產品。適合的產品包括但不限於醫學裝置(例如，用於蒸餾應用之預填充注射器、靜脈內供應容器及血液收集設備)、食品封裝、液體容器(例如，飲料、藥劑、個人護理組成物、洗髮劑及其類似者用的容器)、服裝箱、微波製品、擱架、機櫃門、機械部件、汽車部件、片材、管道、管、旋轉成型部件、吹塑成型部件、膜、纖維及其類似者。
以下實例進一步說明上文所描述的主題，但當然不應解釋為以任何方式限制其範疇。 實例1
此實例表明使用根據本發明之添加劑組成物達成之物理特性增強。
藉由將所提及量之添加劑稱入3 kg批次之Pro-fax 6301聚丙烯均聚物粉末(利安德巴塞爾(LyondellBasell))、高強度混合所組合之成分以及在單螺桿擠出機上將所得混合物擠出為丸粒來製備聚合物組成物。各聚合物組成物含有500 ppm之Irganox® 1010 (巴斯夫(BASF))、1,000 ppm之Irgafos® 168次級抗氧化劑(巴斯夫)及作為除酸劑的400 ppm之硬脂酸鈣。除了對照聚合物組成物之外，各聚合物組成物亦以下表1中所提及之量含有無水順-1,2-環己烷二羧酸鈣或順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物。所得丸粒經注塑成型以製備用於物理特性測試之測試樣品。特定而言，評估聚合物組成物的峰值聚合物再結晶溫度、根據ASTM標準D1003 (50 mil板)之混濁度%、根據ASTM標準D790之撓曲模量、根據ISO標準178之弦模量及根據ISO標準294之MD/TD收縮率。 表1. 對照物及樣本1A至1H之無水順-1,2-環己烷二羧酸鈣(無水CaCCHD)及順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物(CaCCHD水合物)含量。 表2. 樣本1A、1C、1D、1F及1G之峰值聚合物再結晶溫度。
如可自表2中之資料看出，相比於樣本1A (其含有無水順-1,2-環己烷二羧酸鈣)，樣本1C、1D、1F及1G (其均含有順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物)呈現更高峰值聚合物結晶溫度。舉例而言，樣本1C呈現比樣本1A高一度以上之峰值聚合物再結晶溫度，當考慮到樣本1C含有樣本1A的僅一半之量(按重量計)之順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽時，此為顯著的。(實際上，因為較高分子量之順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物，故順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物之莫耳量將小於一半。)此等資料展示順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物為比無水順-1,2-環己烷二羧酸鈣更有效之成核劑。此外，聚合物再結晶溫度之此等差異對於使用塑膠之彼等者為顯著的，此係因為較高結晶溫度使部件自模具射出較早，藉此減少循環時間且增加製程輸出。 表3. 對照物及樣本1A至1H之1%正割模量(ASTM)及弦模量(ISO)。
如可自表3中之資料看出，相比於樣本1A及1B，樣本1D至1H均呈現正割模量及弦模量之顯著增大。舉例而言，樣本1D呈現比由樣本1A所呈現的高接近20 MPa之正割模量及高接近30 MPa之弦模量。樣本1E呈現比由樣本1B所呈現的高接近30 MPa之正割模量。此外，樣本1C呈現近似等於由樣本1A所呈現的正割模量及弦模量。如上所指出，此顯著提供與樣本1A相比更低量之存在於樣本1C中之順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽。此外，申請人認為此等資料展示順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物為比無水順-1,2-環己烷二羧酸鈣更有效之成核劑。 表4. 對照物及樣本1A至1H之縱向方向(MD)收縮率、橫向方向(TD)收縮率及等向性。
如上文在詳細描述中所指出，當由聚合物組成物製備部件時，聚合物組成物之收縮率為重要考慮因素。呈現大量收縮或不均勻(非等向性)收縮之聚合物組成物在成型為部件時可產生非所要翹曲或變形。即使此類部件在成型之後並不立即翹曲或變形，但當其投入使用時，存在於部件中之來自收縮之殘餘應力可有害地影響其效能。此外，如上所指出，收縮率亦與熱膨脹相關，其中聚合物組成物/部件呈現低收縮率，從而亦呈現低熱膨脹。
如可自表4中之第四組資料看出，用順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物製成之聚合物組成物(樣本1C至1H)均呈現比用無水順-1,2-環己烷二羧酸鈣製成之聚合物組成物(樣本1A及1B)更小之縱向方向收縮率。此外，除了樣本1C之外，用順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物製成之聚合物組成物均呈現比用無水順-1,2-環己烷二羧酸鈣製成之聚合物組成物(樣本1A及1B)更低之橫向方向收縮率。如上所指出，樣本1C之效能顯著提供與樣本1A相比更低量之存在於樣本1C中之順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽。此外，樣本1C至1H之改進收縮率並不以減弱等向性為代價。雖然樣本1C至1G之等向性低於樣本1A及1B之等向性，但值仍足夠接近均一以認為實際上為等向性的。此等資料展示順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物為用於傳遞聚合物之縱向方向及橫向方向收縮率兩者之可觀降低(甚至相對於含有無水順-1,2-環己烷二羧酸鈣之類似聚合物組成物)的有效成核劑。此等資料亦展示此降低收縮率仍基本上為等向性的。最後，由用順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物製成之聚合物組成物呈現之減小收縮率亦應呈現比含有無水順-1,2-環己烷二羧酸鈣之原生樹脂或類似聚合物組成物明顯地更小之熱膨脹。因此，咸信本發明之添加劑組成物尤其極適合於用於需要在不同溫度下尺寸仍穩定之部件的應用中，諸如汽車裝飾應用(例如，保險桿)。
本文中所引用之所有參考文獻，包括公開案、專利申請案及專利均以引用之方式併入本文中，其引用程度就如同個別及特定地指示各參考文獻以引用之方式併入且全文闡述於本文中一般。
除非本文另外指明或與上下文明顯抵觸，否則在描述本申請案之主題之上下文中(尤其在以下申請專利範圍之上下文中)所使用的術語「一(a/an)」及「該(the)」及類似指示物應理解為涵蓋單數與複數。除非另外指出，否則術語「包含」、「具有」、「包括」及「含有」應理解為開端式術語(即，意謂「包括但不限於」)。除非本文中另外指示，否則本文中之值的範圍之列舉僅意欲充當單獨提及屬於該範圍內之各獨立值的簡寫方法，且各獨立值併入至本說明書中，如同在本文中單獨列舉一般。除非本文另外指明或另外與上下文明顯抵觸，否則本文中所描述之所有方法均可以任何適合次序進行。本文中所提供之任何及所有實例或例示性語言(例如「諸如」)之使用僅意欲更好地闡明本申請案之主題，且除非另外主張，否則不對主題之範疇產生限制。本說明書中之任何語言均不應理解為表示任何未主張保護之要素係實施本文中所描述之主題必不可少的。
本文中描述本申請案之主題的較佳實施例，包括本發明人已知用於實施所主張保護之主題的最佳模式。在閱讀前述描述之後，彼等較佳實施例之變化對於一般技術者可變得顯而易見。本發明人預期熟習此項技術者在適當時採用此類變化，且本發明人希望以不同於本文中特定描述之方式來實施本文中所描述之主題。相應地，本揭露內容包括如適用法律准許的隨附於本文的申請專利範圍中所陳述的主題的所有修改及等效物。此外，除非本文中另有指明或與上下文明顯抵觸，否則本揭露內容涵蓋上文所描述的要素之所有可能變化的任何組合。

Claims (20)

  1. 一種添加劑組成物，其包含一或多種順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽，其中存在於該添加劑組成物中之25mol%或更多之該順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽為順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物，且該添加劑組成物具有20%或更少之一重量含水量。
  2. 如請求項1之添加劑組成物，其中該添加劑具有2%至20%之一重量含水量。
  3. 如請求項1之添加劑組成物，其中存在於該添加劑組成物中之33mol%或更多之該順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽為順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物。
  4. 如請求項3之添加劑組成物，其中存在於該添加劑組成物中之50mol%或更多之該順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽為順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物。
  5. 如請求項4之添加劑組成物，其中存在於該添加劑組成物中之75mol%或更多之該順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽為順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物。
  6. 如請求項5之添加劑組成物，其中存在於該添加劑組成物中之90mol%或更多之該順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽為順-1,2-環己烷二羧酸鈣單水合物。
  7. 如請求項1之添加劑組成物，其中該添加劑組成物進一步包含一脂肪酸之一金屬鹽。
  8. 如請求項7之添加劑組成物，其中該脂肪酸係選自由C8至C28脂肪酸組成之群組。
  9. 如請求項8之添加劑組成物，其中該脂肪酸係選自由C12至C22脂肪酸組成之群組。
  10. 如請求項9之添加劑組成物，其中該脂肪酸為硬脂酸。
  11. 如請求項7之添加劑組成物，其中一脂肪酸之該金屬鹽包含選自由以下組成之群組的一陽離子：鹼金屬陽離子、鹼土金屬陽離子及第12族元素陽離子。
  12. 如請求項11之添加劑組成物，其中一脂肪酸之該金屬鹽包含一第12族元素陽離子。
  13. 如請求項12之添加劑組成物，其中一脂肪酸之該金屬鹽包含一鋅陽離子。
  14. 如請求項13之添加劑組成物，其中該添加劑組成物進一步包含硬脂酸鋅。
  15. 一種用於製備一聚合物組成物之方法，該方法包含以下步驟：(a)提供一熱塑性聚合物，該熱塑性聚合物具有一熔點；(b)提供如請求項1之添加劑組成物；(c)使該熱塑性聚合物與該添加劑組成物組合以製備一混雜物；(d)將該混雜物加熱至高於該熱塑性聚合物之該熔點之一溫度以製備一熔融混雜物；以及(e)將該熔融混雜物之溫度降低至低於該熱塑性聚合物之該熔點之一溫度，藉此製備一聚合物組成物。
  16. 如請求項15之方法，其中該熱塑性聚合物為一聚烯烴。
  17. 如請求項16之方法，其中該聚烯烴為一聚丙烯。
  18. 如請求項16之方法，其中該聚烯烴為一聚乙烯。
  19. 如請求項15之方法，其中該混雜物含有50ppm至5,000ppm之順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽。
  20. 如請求項19之方法，其中該混雜物含有100ppm至2,000ppm之順-1,2-環己烷二羧酸鈣鹽。
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