Аддитивная композиция и способы ее применения
Изобретение относится к композициям, содержащим полимерную добавку. Аддитивная композиция содержит множество гранул. Гранулы содержат полимерную добавку, выбранную из группы, которую составляют осветляющие вещества, зародышеобразующие вещества и их смеси. Приблизительно 75 мас.% или более гранул, присутствующих в аддитивной композиции, имеют размер частиц от 0,5 мм до 2,8 мм, и гранулы имеют прочность частиц, составляющую от 2 сН до 50 сН. В способе получения полимерной композиции использована описанная выше аддитивная композиция. Изобретение обеспечивает увеличение текучести без неблагоприятного воздействия на оптические свойства полимера. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
Область техники, к которой относится настоящее изобретение
[0001] Настоящая заявка относится к композициям, содержащим полимерную добавку, вводимую в определенной физической форме. Согласно предположению такие композиции проявляют превосходные свойства текучести и легко диспергируются в сочетании со смолой.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
[0002] Полимерные добавки, такие как зародышеобразующие вещества и осветляющие вещества, используют, чтобы модифицировать свойства (например, физические свойства) полимеров, таких как термопластические полимеры. Например, осветляющие вещества используют, чтобы уменьшить мутность полипропилена посредством уменьшения размера сферолитов в составе полимера. Кроме того, зародышеобразующие вещества используют для изменения температуры и/или скорости кристаллизации полимера, когда его охлаждают из расплавленного состояния.
[0003] Как правило, производители продают полимерные добавки в форме порошка. В определенных обстоятельствах работа с указанными порошками может оказаться затруднительной. Например, порошкообразные полимерные добавки могут неравномерно вытекать из резервуара, такого как бункер, из которого добавку дозируют в течение обработки полимера. Неравномерный поток может возникать в результате образования «крысиных нор», т.е. пустот или каналов в порошке, или «перекрытий», когда порошок образует структуры, которые препятствуют потоку внутри резервуара.
[0004] Чтобы преодолеть затруднения, связанные с обработкой порошкообразных полимерных добавок, некоторые производители и поставщики добавок начали производство «не образующих пыли смесей» или «непылящих смесей», которые представляют собой гранулированные смеси нескольких полимерных добавок, таких как антиоксиданты, нейтрализаторы кислот, светостабилизаторы и зародышеобразующие вещества. Указанные «непылящие смеси» или «не образующие пыли смеси» могут содержать связующее вещество для придания структуры и устойчивости отдельным гранулам. Хотя указанные «непылящие смеси» или «не образующие пыли смеси» не проявляют улучшенные свойства текучести по сравнению с порошкообразными полимерными добавками, относительно твердая природа отдельных гранул может не позволить определенным полимерным добавкам в полной мере диспергироваться в объеме полимера, в который добавлены гранулы. Указанные проблемы диспергирования могут становиться более выраженными при увеличении концентрации полимерной добавки (например, осветляющего вещества или зародышеобразующего вещества). Кроме того, процесс, используемый для получения указанных «непылящих смесей» или «не образующих пыли смесей» увеличивает стоимость процесса получения полиолефина.
[0005] Таким образом, по-прежнему требуются композиции, содержащие полимерные добавки, которые проявляют улучшенные свойства текучести без неблагоприятного воздействия на эксплуатационные характеристики полимерной добавки. Авторы считают, что описанные в настоящем документе композиции и способы выполняют указанное требование.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
[0006] Согласно первому варианту осуществления настоящее изобретение предлагает аддитивную композицию, содержащую множество гранул, причем гранулы содержат полимерную добавку, выбранную из группы, состоящей из осветляющих веществ, зародышеобразующих веществ и их смесей, при этом около 75 мас. % или более гранул, присутствующих в аддитивной композиции, имеют размер частиц от около 0,5 мм до около 2,8 мм, и гранулы имеют прочность частиц, составляющую менее чем 50 сН.
[0007] Согласно второму варианту осуществления настоящее изобретение предлагает способ получения полимерной композиции, причем способ включает следующие стадии:
(a) получение термопластического полимера;
(b) предоставление аддитивной композиции, причем аддитивная композиция содержит множество гранул, гранулы содержат полимерную добавку, выбранную из группы, состоящей из осветляющих веществ, зародышеобразующих веществ и их смесей, при этом около 75 мас. % или более гранул, присутствующих в аддитивной композиции, имеют размер частиц от около 0,5 мм до около 2,8 мм, и гранулы имеют прочность частиц, составляющую менее чем 50 сН;
(c) смешивание термопластического полимера и аддитивной композиции;
(d) нагревание смеси, полученной на стадии (с), до температуры выше температуры плавления термопластического полимера; и
(е) экструзия расплавленной смеси, полученной на стадии (d), с получением полимерной композиции.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
[0008] Согласно первому варианту осуществления настоящее изобретение предлагает аддитивную композицию, содержащую множество гранул. При использовании в настоящем документе термин «гранула» означает структуру, содержащую множество первичных частиц, которые становятся слабо связанными посредством механического зацепления. Каждая гранула может иметь любую подходящую форму, но предпочтительно гранулы имеют практически сферическую форму.
[0009] Гранулы могут иметь любой подходящий размер. Предпочтительно большинство (по массе) гранул, присутствующих в аддитивной композиции, имеют размер частиц, составляющий более чем около 0,125 мм. Согласно другому варианту осуществления большинство (по массе) гранул, присутствующих в аддитивной композиции, предпочтительно имеют размер частиц, составляющий более чем около 0,25 мм, предпочтительнее около 0,5 мм. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления большинство (по массе) гранул, присутствующих в аддитивной композиции, имеют размер частиц, составляющий менее чем около 2,8 мм. Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления около 75 мас. % или более гранул, присутствующих в аддитивной композиции, имеют размер частиц от около 0,5 мм до около 2,8 мм. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления около 90 мас. % или более гранул, присутствующих в аддитивной композиции, имеют размер частиц от около 0,5 мм до около 2,8 мм. Согласно следующему предпочтительному варианту осуществления около 75 мас. % или более гранул, присутствующих в аддитивной композиции, имеют размер частиц от около 0,5 мм до около 2 мм. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления около 90 мас. % или более гранул, присутствующих в аддитивной композиции, имеют размер частиц от около 0,5 мм до около 2 мм.
[0010] Предпочтительно аддитивная композиция содержит, как максимум, лишь незначительное количество тонкодисперсных частиц, таких как мелкие гранулы, первичные частицы и агломераты первичных частиц. Указанные тонкодисперсные частицы могут неблагоприятным образом воздействовать на свойства текучести аддитивной композиции. Таким образом, согласно предпочтительному варианту осуществления аддитивная композиция содержит около 10 мас. % или менее частиц, имеющих размер частиц, составляющий менее чем 0,125 мм. Предпочтительнее аддитивная композиция содержит около 5 мас. % или менее частиц, имеющих размер частиц, составляющий менее чем 0,125 мм.
[0011] Размер частиц гранул и других частиц, присутствующих в аддитивной композиции, может быть определен с применением любого подходящего метода. Предпочтительно размер частиц аддитивной композиции измеряют, осуществляя ситовый анализ (или гранулометрический анализ). Для осуществления ситового анализа может быть использовано любое подходящее устройство. Предпочтительно используют механический встряхиватель сита, такой как встряхиватель сита Ro-Tap®, поставляемый компанией W. S. Tyler Industrial Group.
[0012] Гранулы, присутствующие в аддитивной композиции, могут иметь любую подходящую прочность частиц (или прочность частиц на раздавливание). Предпочтительно гранулы являются настолько прочными, что они не раздавливаются в течение хранения (например, в пакетах, мягких контейнерах или гибких промежуточных резервуарах для сыпучих материалов) или обработки. Однако гранулы предпочтительно не должны быть настолько прочными, чтобы они не могли быстро разрушаться в течение сплавного соединения с полимером. Таким образом, гранулы предпочтительно имеют прочность частиц, составляющую около 2 сН или более, предпочтительнее около 3 сН или более или около 4 сН или более. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления гранулы имеют прочность частиц, составляющую менее чем 50 сН. Предпочтительнее гранулы имеют прочность частиц, составляющую около 40 сН или менее, около 30 сН или менее, около 25 сН или менее, около 20 сН или менее, или около 15 сН или менее. Таким образом, согласно вариантам осуществления в порядке предпочтения гранулы имеют прочность частиц, составляющую около от 2 сН до 50 сН, от около 3 сН до около 40 сН, от около 4 сН до около 30 сН, от около 4 сН до около 25 сН, от около 4 сН до около 20 сН или от около 4 сН до около 15 сН.
[0013] Прочность частиц (или прочность частиц на раздавливание) в случае гранул может быть измерена с применением любого подходящего метода. Например, прочность частиц может быть измерена посредством медленного раздавливания гранулы с применением ручного тензодатчика, который предпочтительно оборудован плоским наконечником. Тензодатчик регистрирует максимальное усилие, прилагаемое для раздавливания или разрушения гранулы, которое представляет собой значение прочности гранулы как частицы. Любая из гранул, присутствующих в аддитивной композиции, может быть использована для измерения прочность частиц. Гранулы, используемые для исследования прочность частиц, имеют размер частиц, составляющий предпочтительно от около 0,5 мм до около 2 мм и предпочтительнее от около 1 мм до около 2 мм. Более конкретно, гранулы, используемые для исследования прочности частиц, предпочтительно представляют собой гранулы, которые проходят через сито 10 меш по стандарту США (размер отверстий 2 мм) и задерживаются на сите 35 меш по стандарту США (размер отверстий 0,5 мм), предпочтительнее гранулы, которые проходят через сито 10 меш по стандарту США (размер отверстий 2 мм) и задерживаются на сите 18 меш по стандарту США (размер отверстий 1 мм). Исследование прочности частиц предпочтительно повторяют на достаточном числе гранул, чтобы обеспечить достоверность измеряемого значения (в пределах ожидаемой/приемлемой погрешности). Предпочтительно значения прочности частиц, полученные для нескольких гранул (например, по меньшей мере для 5) усредняют, чтобы получить значение, которое является представительным для аддитивной композиции.
[0014] Как отмечено выше, гранулы, присутствующие в аддитивной композиции, содержат по меньшей мере одну полимерную добавку, выбранную из группы, состоящей из осветляющих веществ, зародышеобразующих веществ и их смесей. Подходящие зародышеобразующие вещества включают, но не ограничены ими, 2,2'-метилен-бис(4,6-ди-трет-бутилфенил)фосфатные соли (например, 2,2'-метилен-бис(4,6-ди-трет-бутилфенил)фосфат натрия или 2,2'-метилен-бис(4,6-ди-трет-бутилфенил)фосфат алюминия), бицикло[2.2.1]гептан-2,3-дикарбоксилатные соли (например, двухзамещенный бицикло[2.2.1]гептан-2,3-дикарбоксилат натрия или бицикло[2.2.1]гептан-2,3-дикарбоксилат кальция), циклогексан-1,2-дикарбоксилатные соли (например, циклогексан-1,2-дикарбоксилат кальция, одноосновный циклогексан-1,2-дикарбоксилат алюминия, двухзамещенный циклогексан-1,2-дикарбоксилат лития или циклогексан-1,2-дикарбоксилат стронция) и их комбинации. В бицикло[2.2.1]гептан-2,3-дикарбоксилатных солях и циклогексан-1,2-дикарбоксилатных солях карбоксилатные фрагменты могут быть расположены в цис- или транс-конфигурации, причем предпочтительной является цис-конфигурация.
[0015] Как отмечено выше, гранулы могут содержать одно или несколько осветляющих веществ. Подходящие осветляющие вещества включают, но не ограничены ими, трисамиды и ацетальные соединения, которые представляют собой продукт конденсации многоатомного спирта и ароматического альдегида. Подходящие трисамидные осветляющие вещества включают, но не ограничены ими, амидные производные бензол-1,3,5-трикарбоновой кислоты, амидные производные-1,3,5-бензолтриамина, производные N-(3,5-бис-формиламинофенил)формамида (например, N-[3,5-бис(2,2-диметилпропиониламино)фенил]-2,2-диметилпропионамид), производные 2-карбамоилмалонаамида (например, N,N'-бис(2-метилциклогексил)-2-(2-метилциклогексилкарбамоил)малонамид) и их комбинации. Как отмечено выше, осветляющее вещество может представлять собой ацетальное соединение, которое является продуктом конденсации многоатомного спирта и ароматического альдегида. Подходящие многоатомные спирты включают ациклические полиолы, такие как ксилит и сорбит, а также ациклические деоксиполиолы (например, 1,2,3-тридеоксинонит или 1,2,3-тридеоксинон-1-енит). Подходящие ароматические альдегиды, как правило, содержат единственную альдегидную группу, причем в остальных положениях ароматического кольца отсутствуют или присутствуют заместители. Соответственно, подходящие ароматические альдегиды включают бензальдегид и замещенные бензальдегиды (например, 3,4-диметилбензальдегид или 4-пропилбенз альдегид). Ацетальное соединение, полученное посредством вышеупомянутой реакции, может представлять собой моноацетальное, диацетальное или триацетатное соединение (т.е. соединение, содержащее одну, две или три ацетальные группы, соответственно), причем предпочтительными являются диацетальные соединения. Подходящие осветляющие вещества на основе ацеталей включают, но не ограничены ими, осветляющие вещества, раскрытые в патентах США №№5,049,605, 7,157,510 и 7,262,236.
[0016] Согласно предпочтительному варианту осуществления гранулы содержат осветляющее вещество, содержащее ацетальное соединение, соответствующее структуре приведенной ниже формулы (I):
В структуре формулы (I) R1 выбран из группы, состоящей из водорода, алкильных групп, алкенильных групп, гидроксиалкильных групп, алкокси групп и алкилгалогенидньгх групп. Каждый R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 и R11 независимо выбран из группы, состоящей из водорода, алкильных групп, алкокси групп, алкенильных групп, арильных групп и галогенов. R12 представляет собой гидроксиалкильную группу, выбранную из группы, состоящей из -СН2ОН и -СНОНСН2ОН. Согласно следующему предпочтительному варианту осуществления каждый R1, R2, R5, R6, R7, R8 и R11 представляет собой водород; R12 представляет собой -СНОНСН2ОН; и R3, R4, R9 и R10 выбраны из группы, состоящей из алкильных групп. Согласно такому варианту осуществления R3, R4, R9 и R10 предпочтительно представляют собой метальные группы. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления R1 выбран из группы, состоящей из алкильных групп и алкенильных групп; каждый R2, R3, R5, R6, R7, R8, R10 и R11 представляет собой водород; R12 представляет собой -СНОНСН2ОН; и R4 и R9 выбраны из группы, состоящей из алкильных групп и алкокси групп. Согласно такому варианту осуществления R1, R4 и R9 представляют собой н-пропильные группы.
[0017] Аддитивная композиция может содержать любое подходящее количество полимерной добавки. Предпочтительно полимерная добавка составляет около 50 мас. % или более полной массы аддитивной композиции. Согласно следующему предпочтительному варианту осуществления полимерная добавка составляет около 75 мас. % или более, около 80 мас. % или более, около 85 мас. % или более, или около 90 мас. % или более полной массы аддитивной композиции.
[0018] Помимо полимерной добавки, описанной выше, аддитивная композиция может содержать другие материалы. Например, аддитивная композиция может содержать связующие вещества, красящие вещества (например, органические пигменты, неорганические пигменты, красители и полимерные красящие вещества), оптические осветляющие вещества, антиоксиданты (например, фенольные антиоксиданты, фосфитные антиоксиданты и их комбинации), нейтрализаторы кислоты (например, соли металлов и жирных кислот, такие как соли металлов и стеариновой кислоты), препятствующие слипанию вещества (например, аморфный диоксид кремния и диатомит), наполнители и армирующие материалы (например, стекло, стеклянные волокна, тальк, карбонат кальция и оксисульфат магния в форме нитеобразных кристаллов), полимерные технологические добавки (например, полимерные технологические добавки, представляющие собой фторполимеры), антифрикционные вещества (например, амидные соединения жирных кислот, получаемые посредством реакции между жирной кислотой и аммиаком или аминосодержащим соединением), сложноэфирные соединения жирных кислот (например, сложноэфирные соединения жирных кислот, получаемые посредством реакции между жирной кислотой и содержащим гидроксильные группы соединением, таким как глицерин, диглицерин и их комбинации), а также комбинации перечисленных выше веществ.
[0019] Аддитивная композиция может быть получена любым подходящим способом. Например, аддитивную композицию и/или содержащиеся в ней гранулы можно получить, осуществляя гранулирование в лотке/тарелке, гранулирование в барабане, гранулирование в псевдоожиженном слое и соответствующие производные методы. Предпочтительно аддитивную композицию и/или гранулы получают, осуществляя гранулирование в лотке или гранулирование в барабане. Авторы считают, что указанные способы являются особенно подходящими в применении для получения аддитивной композиции и/или гранул, поскольку они обеспечивают высокий выход (т.е. низкие потери исходного материала) и простоту возможного регулирования технологических параметров (таких как, например, наклон лотка/барабана, скорость вращения лотка/барабана, длина стенки лотка/барабана и скорость подачи исходного материала) для получения целевых гранул. Кроме того, оба способа могут быть осуществлены как периодические или непрерывные процессы, которые позволяют получать аддитивные композиции небольшими партиями или в больших промышленных количествах.
[0020] Согласно второму вариант осуществления настоящее изобретение предлагает способ получения полимерной композиции. Как правило, данный способ используют с применением аддитивной композиции, описанной выше. В частности, способ включает следующие стадии: (а) предоставление термопластического полимера; (b) получение аддитивной композиции; (с) смешивание термопластического полимера и аддитивной композиции; (d) нагревание смеси, полученной на стадии (с), до температуры выше температуры плавления термопластического полимера; и (е) экструзия расплавленной смеси, полученной на стадии (d), с получением полимерной композиции. Аддитивная композиция, используемая в данном способе, может представлять собой любую из аддитивных композиций, обсуждаемых выше в отношении первого варианта осуществления настоящего изобретения. Таким образом, согласно одному варианту осуществления аддитивная композиция содержит множество гранул, причем гранулы содержат полимерную добавку, выбранную из группы, состоящей из осветляющих веществ, зародышеобразующих веществ и их смесей, при этом около 75 мас. % или более гранул, присутствующих в аддитивной композиции, имеют размер частиц от около 0,5 мм до около 2,8 мм, и гранулы имеют прочность частиц, составляющую менее чем 50 сН.
[0021] При практическом осуществлении способа, описанного выше, аддитивная композиция может быть добавлена в термопластический полимер в любом подходящем количестве. Как правило, аддитивную композицию используют в количестве, достаточном для обеспечения около 250 частей на миллион (ч./млн.) или более полимерной добавки (т.е. полимерной добавки, присутствующей в аддитивной композиции) в полимерной композиции. Предпочтительно количество аддитивной композиции используемый является достаточным для обеспечения около 500 ч./млн. или более, около 750 ч./млн. или более, около 1000 ч./млн. или более, около 1250 ч./млн. или более, или около 1500 ч./млн. или более полимерной добавки в полимерной композиции. Как правило, используемое количество аддитивной композиции обеспечивает около 10000 ч./млн. или менее полимерной добавки в полимерной композиции. Предпочтительно используемое количество аддитивной композиции обеспечивает около 9000 ч./млн. или менее, около 8000 ч./млн. или менее, около 7000 ч./млн. или менее, около 6000 ч./млн. или менее, или около 5000 ч./млн. или менее полимерной добавки в полимерной композиции. Таким образом, в порядке увеличения предпочтительности вариантов осуществления используемое количество аддитивной композиции обеспечивает от около 250 ч./млн. до около 10000 ч./млн., от около 500 ч./млн. до около 9000 ч./млн., от около 750 ч./млн. до около 8000 ч./млн., от около 1000 ч./млн. до около 7000 ч./млн., от около 1250 ч./млн. до около 6000 ч./млн. или от около 1500 до около 5000 ч./млн. полимерной добавки в полимерной композиции. Когда аддитивная композиция содержит более чем одну из полимерных добавок, описанных выше, аддитивная композиция может быть добавлена по отношению к количеству одной из полимерных добавок (т.е. к количеству, обеспечивающему концентрацию одной из полимерных добавок в пределах одного из приведенных выше диапазонов), или аддитивная композиция может быть добавлена по отношению к количеству всех полимерных добавок (т.е. к количеству, обеспечивающему концентрацию всех полимерных добавок в пределах одного из приведенных выше диапазонов). Предпочтительно аддитивную композицию добавляют по отношению к количеству всех полимерных добавок, присутствующих в аддитивной композиции.
[0022] Используемый термопластический полимер может представлять собой любой подходящий термопластический полимер. Предпочтительно термопластический полимер представляет собой полиолефин. Полиолефиновый полимер может представлять собой любой подходящий полиолефин, такой как полипропилен, полиэтилен, полибутилен, поли(4-метил-1-пентен) и поли(винилциклогексан). Согласно другому предпочтительному варианту осуществления термопластический полимер представляет собой полипропилен. Согласно предпочтительному варианту осуществления термопластический полимер представляет собой полиолефин, выбранный из группы, состоящей из полипропиленовых гомополимеров (например, атактический полипропиленовый гомополимер, изотактический полипропиленовый гомополимер и синдиотактический полипропиленовый гомополимер), полипропиленовых сополимеров (например, полипропиленовые статистические сополимеры), полипропиленовых ударопрочных сополимеров и их смесей. Подходящие полипропиленовые сополимеры включают, но не ограничены ими, статистические сополимеры, получаемые посредством полимеризации пропилена в присутствии сомономера, выбранного из группы, состоящей из этилена, бут-1-ена (т.е. 1-бутен) и гекс-1-ена (т.е. 1-гексен). В таких полипропиленовых статистических сополимерах сомономер может присутствовать в любом подходящем количество, но, как правило, он присутствует в количестве, составляющем менее чем около 10 мас. % (например, от около 1 до около 7 мас. %). Подходящие полипропиленовые ударопрочные сополимеры включают, но не ограничены ими, полимеры, получаемые посредством добавления сополимера, выбранного из группы, состоящей из этиленпропиленового каучука (EPR), этилен-пропилен-диенового мономера (EPDM), полиэтилена и пластомеров, в полипропиленовый гомополимер или полипропиленовый статистический сополимер. В таких полипропиленовых ударопрочных сополимерах добавляемый сополимер может присутствовать в любом подходящем количество, но, как правило, он присутствует в количестве, составляющем от около 5 до около 25 мас. %. Описанные выше полиолефиновые полимеры могут быть разветвленными или сшитыми, причем разветвление или сшивание возникает, например, в результате введения добавок, которые увеличивают прочность расплава полимера.
[0023] В способе, описанном выше, с термопластическим полимером могут быть объединены другие полимерные добавки, помимо аддитивной композиции, описанной в настоящем документе. Например, с термопластическим полимером могут быть объединены красящие вещества (например, органические пигменты, неорганические пигменты, красители и полимерные красящие вещества), оптические осветляющие вещества, антиоксиданты (например, фенольные антиоксиданты, фосфитные антиоксиданты и их комбинации), нейтрализаторы кислоты (например, соли металлов и жирных кислот, такие как соли металлов и стеариновой кислоты), препятствующие слипанию вещества (например, аморфный диоксид кремния и диатомит), наполнители и армирующие материалы (например, стекло, стеклянные волокна, тальк, карбонат кальция и оксисульфат магния в форме нитеобразных кристаллов), полимерные технологические добавки (например, полимерные технологические добавки, представляющие собой фторполимеры), антифрикционные вещества (например, амидные соединения жирных кислот, получаемые посредством реакции между жирной кислотой и аммиаком или аминосодержащим соединением), сложноэфирные соединения жирных кислот (например, сложноэфирные соединения жирных кислот, получаемые посредством реакции между жирной кислотой и содержащим гидроксильные группы соединением, таким как глицерин, диглицерин и их комбинации), а также комбинации перечисленных выше веществ.
[0024] Описанный выше способ может быть осуществлен с применением любого подходящего устройства или сочетания устройств. Как правило, способ осуществляют с применением экструдера, в который вводят термопластический полимер, аддитивную композицию и любые дополнительные полимерные добавки. Внутри экструдера термопластический полимер и аддитивную композицию тщательно перемешивают и нагревают до температуры выше температуры плавления термопластического полимера. Расплавленная смесь затем выходит из экструдера через мундштук.
[0025] Следующие примеры, которые дополнительно иллюстрируют описанный выше предмет настоящего изобретения, разумеется, не следует истолковывать как ограничивающие его объем каким-либо образом.
Пример 1
[0026] Этот пример демонстрирует получение аддитивных композиций согласно настоящему изобретению, свойства текучести таких аддитивных композиций и эксплуатационные характеристики таких аддитивных композиций в пластмассах.
[0027] Несколько аддитивных композиций (образцы 1-3) получали посредством гранулирования товарного осветляющего вещества, содержащего 1,2,3-тридеокси-4,6:5,7-бис-O-[(4-пропилфенил)метилен]нонит. Гранулятор был оборудован имеющим порошковое покрытие стальным резервуаром, размеры которого составляли около 20 дюймов (51 см) в глубину и около 23 дюйма (58 см) в диаметре, и объем составлял около 4,2 куб. фута (120 л). В течение эксплуатации резервуар наклоняли под углом, составляющим около 45°, и вращали со скоростью, составляющей около 30 оборотов в минуту. Аддитивные композиции получали партиями, и каждую партию обрабатывали в грануляторе в течение около от 45 до 60 минут. После обработки каждую аддитивную композицию извлекали из гранулятора и просеивали через сито 4 меш по стандарту США (размер отверстий 4,75 мм) для отделения любых чрезмерно крупных гранул.
[0028] Полученные в результате аддитивные композиции анализировали, чтобы определить размер частиц с применением встряхивателя сита Ro-Tap® модели RX-29. Каждая аддитивная композиция содержала менее чем 2 мас. % гранул, имеющих размеры частиц, составляющих 2 мм или более (задерживаемых на сите 10 меш (размер отверстий 2 мм), и менее чем 2 мас. % гранул, имеющих размеры частиц, составляющих менее чем 0,125 мм, т.е. проходящих через сито 120 меш (размер отверстий 0,125 мм). Аддитивные композиции, содержащие от 54 мас. % до 76 мас. % гранул, имеющих размеры частиц от 1 мм до 2 мм, т.е. задерживаемых на сите 18 меш (размер отверстий 1 мм), и от 25 мас. % до 37 мас. % гранул, имеющих размеры частиц от 0,5 мм до 1 мм, т.е. задерживаемых на сите 35 меш (размер отверстий 0,5 мм).
[0029] Среднюю прочность частиц гранул в каждой аддитивной композиции определяли согласно процедуре, описанной в заявке, используя динамометр Wagner/Correx Gram Dial GD 15, снабженный плоским наконечником. Результаты указанных анализов представлены ниже в таблице 1.
[0030] Чтобы количественно измерить свойства текучести аддитивных композиций, образец каждой аддитивной композиции анализировали, используя прибор для измерения текучести порошка Brookfield PFT™, поставляемый компанией Brookfield Engineering Laboratories, Inc. (Мидлборо, штат Массачусетс, США), который измеряет свойства текучести порошка при исследовании методом согласно стандарту ASTM D6128. Для целей сравнения также анализировали свойства текучести двух партий товарного осветляющего вещества (т.е. товарного осветляющего вещества, содержащего 1,2,3-тридеокси-4,6:5,7-бис-O-[(4-пропилфенил)метилен]нонит. Индекс текучести измеряли при давлении 2,5 кПа, рассматриваемом как типичное давление собственного веса, которому подвергается аддитивная композиция в упаковке и при промышленной обработке (например, при погрузке в бункер). Результаты указанных измерений представлены ниже в таблице 1. Свободнотекучий порошок обычно имеет индекс текучести от 0 до 0,10. Легкотекучий порошок обычно имеет индекс текучести от 0,10 до 0,25. Связанный порошок, который вызывает некоторые проблемы текучести в промышленных установках, обычно имеет индекс текучести от 0,25 до 0,50. Сильносвязанный порошок, который проявляет весьма неудовлетворительные свойства текучести в промышленных установках, обычно имеет индекс текучести от 0,50 до 1,00.
[0031] Как можно видеть из данных, представленных в таблице 1, каждая из аддитивных композиций согласно настоящему изобретению проявляла индекс текучести от 0,10 до 0,25, и это означает, что каждую аддитивную композицию следует рассматривать как «легкотекучий» порошок. Это представляет собой значительное улучшение текучести по сравнению с товарным осветляющим веществом, которое проявляет индекс текучести от 0,60 до 0,70 и рассматривается как сильносвязанный порошок. Авторы считают, что указанное улучшение индекса текучести аддитивных композиций согласно настоящему изобретению будет значительно улучшать их обработку в технологическом потоке по сравнению с товарным осветляющим веществом. Кроме того, когда каждую из аддитивных композиций согласно настоящему изобретению добавляли в полипропиленовый гомополимер и осуществляли инжекционное формование пластинок, эти пластинки проявляли значения мутности, которые были эквивалентными значениям, полученным с применением товарного осветляющего вещества, и нулевое или лишь минимальное число пятен. Другими словами, способ гранулирования, используемый для получения аддитивной композиции согласно настоящему изобретению, производил незначительное или нулевое воздействие на осветляющие характеристики осветляющего вещества.
[0032] Все ссылки, включая публикации, патентные заявки и патенты, цитированные в настоящем документе, включены в него посредством ссылки в такой же степени, как если бы каждая ссылка была индивидуально и особо включена посредством ссылки и присутствовала во всей своей полноте в настоящем документе.
[0033] Используемые грамматические формы единственного числа и аналогичные формы в контексте описания предмета настоящей заявки (в частности, в контексте следующей формулы изобретения) следует истолковывать как охватывающие единственное и множественное число, если иное условие не указано в настоящем документе, или этому четко не противоречит контекст. Термины «включающий», «имеющий», «включающий» и «содержащий» следует истолковывать как неограничительные термины (т.е. означающие «включающий, но не ограниченный этим»), если не указано иное значение. Представленные в настоящем документе диапазоны значений предназначены просто в качестве сокращенного способа записи, заменяющего индивидуальное перечисление всех отдельных значений, находящихся в пределах данного диапазона, если иное условие не указано в настоящем документе, и каждое отдельное значение включено в описание, как если бы оно было индивидуально представлено в настоящем документе. Все процессы, описанные в настоящем документе, могут быть осуществлены в любой подходящей последовательности, если иное условие не указано в настоящем документе, или этому четко не противоречит контекст. Использование любых и всех примеров или означающих примеры выражений (например, «такой как»), которые присутствуют в настоящем документе, предназначено просто для лучшей иллюстрации предмета настоящей заявки и не устанавливает ограничение объема предмета изобретения, если не заявлено иное условие. Ни одно выражение в описании не следует истолковывать как означающее, что какой-либо незаявленный элемент является необходимым для практического осуществления предмета изобретения, описанного в настоящем документе.
[0034] В настоящем документе описаны предпочтительные варианты осуществления предмета настоящей заявки, включая наилучший известный авторам вариант осуществления заявленного предмета настоящего изобретения. Модификации указанных предпочтительных вариантов осуществления могут оказываться очевидными для обычных специалистов в данной области техники после ознакомления с приведенным выше описанием. Авторы настоящего изобретения предполагают, что специалисты в данной области техники смогут использовать такие модификации соответствующим образом, и авторы предполагают, что предмет, описанный в настоящем документе, может быть практически реализован иным образом, чем конкретно описано в настоящем документе. Соответственно, настоящее описание включает все модификации и эквиваленты предмета, описанного формуле изобретения, прилагаемого к настоящему описанию в такой степени, в которой это разрешено согласно применимому законодательству. Кроме того, настоящее изобретение охватывает любую комбинацию описанных выше элементов во всех возможных модификациях, если иное условие не указано в настоящем документе, или этому четко не противоречит контекст.
1. Аддитивная композиция для термопластичных полимеров, содержащая множество гранул, причем гранулы содержат полимерную добавку, выбранную из группы, состоящей из осветляющих веществ, зародышеобразующих веществ и их смесей, при этом 75 мас.% или более гранул, присутствующих в аддитивной композиции, имеют размер частиц от 0,5 мм до 2,8 мм, и гранулы имеют прочность частиц, составляющую от 2 сН до 50 сН.
2. Аддитивная композиция по п. 1, в которой полимерная добавка представляет собой осветляющее вещество, содержащее ацетальное соединение, соответствующее структуре приведенной ниже формулы (I):
(I)
,
в которой R1 выбран из группы, состоящей из водорода, алкильных групп, алкенильных групп, гидроксиалкильных групп, алкокси групп и алкилгалогенидных групп; причем каждый R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 и R11 независимо выбран из группы, состоящей из водорода, алкильных групп, алкокси групп, алкенильных групп, арильных групп и галогенов; и при этом R12 представляет собой гидроксиалкильную группу, выбранную из группы, состоящей из -CH2OH и -CHOHCH2OH.
3. Аддитивная композиция по п. 2, в которой каждый R1, R2, R5, R6, R7, R8 и R11 представляет собой водород; R12 представляет собой -CHOHCH2OH; и R3, R4, R9 и R10 выбраны из группы, состоящей из алкильных групп.
4. Аддитивная композиция по п. 3, в которой R3, R4, R9 и R10 представляют собой метильные группы.
5. Аддитивная композиция по п. 2, в которой R1 выбран из группы, состоящей из алкильных групп и алкенильных групп; каждый R2, R3, R5, R6, R7, R8, R10 и R11 представляет собой водород; R12 представляет собой -CHOHCH2OH; и R4 и R9 выбраны из группы, состоящей из алкильных групп и алкокси групп.
6. Аддитивная композиция по п. 5, в которой R1, R4 и R9 представляют собой н-пропильные группы.
7. Аддитивная композиция по любому из пп. 1-6, в которой полимерная добавка составляет 50 мас.% или более от общей массы аддитивной композиции.
8. Аддитивная композиция по п. 7, в которой полимерная добавка составляет 75 мас.% или более от общей массы аддитивной композиции.
9. Аддитивная композиция по любому из пп. 1-8, в которой 90 мас.% или более гранул, присутствующих в аддитивной композиции, имеют размер частиц от 0,5 мм до 2,8 мм.
10. Аддитивная композиция по любому из пп. 1-9, в которой 75 мас.% или более гранул, присутствующих в аддитивной композиции, имеют размер частиц от 0,5 мм до 2 мм.
11. Аддитивная композиция по п. 10, в которой 90 мас.% или более гранул, присутствующих в аддитивной композиции, имеют размер частиц от 0,5 мм до 2 мм.
12. Аддитивная композиция по любому из пп. 1-11, причем аддитивная композиция содержит 10 мас.% или менее частиц, имеющих размер менее чем 0,125 мм.
13. Аддитивная композиция по любому из пп. 1-12, в которой гранулы имеют прочность частиц, составляющую 25 сН или менее.
14. Аддитивная композиция по п. 13, в которой гранулы имеют прочность частиц, составляющую 15 сН или менее.
15. Способ получения полимерной композиции, причем способ включает следующие стадии:
(a) предоставление термопластического полимера;
(b) предоставление аддитивной композиции, причем аддитивная композиция содержит множество гранул, причем гранулы содержат полимерную добавку, выбранную из группы, состоящей из осветляющих веществ, зародышеобразующих веществ и их смесей, при этом 75 мас.% или более гранул, присутствующих в аддитивной композиции, имеют размер частиц от 0,5 мм до 2,8 мм, и гранулы имеют прочность частиц, составляющую менее чем 50 сН;
(c) смешивание термопластического полимера и аддитивной композиции;
(d) нагревание смеси, полученной на стадии (c), до температуры выше температуры плавления термопластического полимера; и
(e) экструзия расплавленной смеси, полученной на стадии (d), с получением полимерной композиции.
16. Способ по п. 15, в котором термопластический полимер представляет собой полиолефин.
17. Способ по п. 16, в котором термопластический полимер представляет собой полипропилен.
