聚合物-蠟組合物的模塑制品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了由包含熱塑性聚合物和蠟的組合物形成的模塑制品，其中所述蠟分散于整個(gè)熱塑性聚合物中。
【專利說(shuō)明】聚合物-蠟組合物的模塑制品
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模塑制品，所述模塑制品由包含熱塑性聚合物和蠟的均勻混合物的組合物形成。
【背景技術(shù)】
[0002]熱塑性聚合物用于多種應(yīng)用中。然而，與其它聚合物物質(zhì)相比，熱塑性聚合物如聚丙烯和聚乙烯具有額外的挑戰(zhàn)，尤其是在例如纖維形成方面。這是因?yàn)橹苽淅w維的材料和工藝要求比制備其它形式如膜的要求更加嚴(yán)格。為制備纖維，相對(duì)于其它聚合物加工方法，聚合物熔體流動(dòng)特性更加取決于材料的物理和流變性能。而且，與其它方法相比，纖維制備中局部剪切/拉伸速率和剪切速率更大，并且為紡絲超細(xì)纖維，熔體中的小缺陷、輕微的不一致性或相不相容性是商業(yè)可行方法所不可接受的。此外，高分子量的熱塑性聚合物不容易或不能有效地紡成細(xì)纖維。如果它們的可得性和潛在的強(qiáng)度改善，則期望提供一種容易并且有效紡織此類高分子量聚合物的途徑。
[0003]大多數(shù)熱塑性聚合物如聚乙烯、聚丙烯和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯衍生自單體(例如分別為乙烯、丙烯和對(duì)苯二甲酸)，所述單體得自不可再生的化石基資源(例如石油、天然氣和煤炭)。因此，這些資源的價(jià)格和可得性最終對(duì)這些聚合物的價(jià)格具有顯著的影響。隨著這些資源的國(guó)際價(jià)格迅速升高，由這些聚合物制得的材料的價(jià)格迅速升高。此外，許多消費(fèi)者對(duì)購(gòu)買僅衍生自 石油化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)品表現(xiàn)出反感，所述石油化學(xué)產(chǎn)品是不可再生的化石基資源。其他消費(fèi)者可能會(huì)對(duì)衍生自石油化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)品具有負(fù)面印象，認(rèn)為是“非天然的”或環(huán)境不友好的。
[0004]熱塑性聚合物通常與添加劑(例如蠟、顏料、有機(jī)染料、香料等)不相容或與其具有不佳的混溶性，所述添加劑本來(lái)可能有助于降低這些聚合物在下游制品制造中的消耗。迄今為止，本領(lǐng)域尚未有效解決如何在使用這些聚合物的常見(jiàn)制品的生產(chǎn)中降低衍生自不可再生化石基資源的熱塑性聚合物的量。因此，期望解決該缺點(diǎn)。現(xiàn)有領(lǐng)域使聚丙烯與添加劑混合形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其中聚丙烯為微量組分。這些蜂窩狀結(jié)構(gòu)是背后的目的，包括在形成結(jié)構(gòu)后隨后去除或提取出可再生材料。美國(guó)專利3，093，612描述了聚丙烯與多種脂肪酸的組合，其中脂肪酸被去除。科學(xué)文章J.Apply.Polym.Sci82( I)第169-177頁(yè)(2001)公開(kāi)，對(duì)聚丙烯使用稀釋劑以熱致相分離，以產(chǎn)生開(kāi)放并且較大的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，但是聚合物比率低，其中隨后將稀釋劑從最終結(jié)構(gòu)中去除?？茖W(xué)文章J.Apply.Polym.Scil05 (4)第2000-2007頁(yè)(2007)經(jīng)由熱致相分離，用鄰苯二甲酸二丁酯和大豆油混合物以及聚丙烯微量組分制備微孔膜。稀釋劑在最終結(jié)構(gòu)中去除。科學(xué)文章Journal of Membrane Sciencel08( 1-2)第25-36頁(yè)(1995)使用大豆油和聚丙烯混合物，并且采用產(chǎn)生所期望膜結(jié)構(gòu)的熱致相分離，制備中空纖維微孔膜，其中聚丙烯為微量組分。稀釋劑在最終結(jié)構(gòu)中去除。在所有這些情況下，所述稀釋劑均被去除，以獲得最終結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)在去除稀釋劑之前是油性的，過(guò)量的稀釋劑產(chǎn)生非常開(kāi)放的微孔結(jié)構(gòu)，具有>10 μ m的孔尺寸。
[0005]需要由熱塑性聚合物的組合物制成的模塑制品，所述組合物允許使用較高分子量和/或減量的不可再生資源基材料，和/或摻入其它添加劑如香料和染料。另一個(gè)需要是，得自組合物的模塑制品存在遞送最終產(chǎn)品中可再生材料的添加劑，并且還可使其它添加劑如染料和香料能夠加入到最終結(jié)構(gòu)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及包含組合物的模塑制品，所述組合物包含熱塑性聚合物和蠟的均勻混合物，所述蠟具有大于25°C的熔點(diǎn)。所述蠟可具有低于熱塑性聚合物熔融溫度的熔點(diǎn)。所述模塑制品可為瓶、容器、棉塞施用裝置、或?qū)⑺幬锊迦氲杰|體孔腔的施用裝置的形式。模塑制品可由包括壓塑所述組合物的方法制得。模塑制品可由包括擠出所述組合物的方法制得。模塑制品可由包括吹塑所述組合物的方法制得。
[0007]熱塑性聚合物可包括聚烯烴、聚酯、聚酰胺、它們的共聚物、或它們的組合。熱塑性聚合物可選自聚丙纟布、聚乙纟布、聚丙纟布共聚物、聚乙纟布共聚物、聚對(duì)本二甲酸乙二醇酷、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、多羥基鏈烷酸酯、聚酰胺-6、聚酰胺_6，6、以及它們的組合。可使用熔流指數(shù)大于0.5g/10min或大于5g/10min的聚丙烯。聚丙烯可具有約20kDa至約700kDa的重均分子量。熱塑性聚合物可衍生自可再生生物基原料源如生物聚乙烯或生物聚丙烯，和/或可為可再循環(huán)資源如消費(fèi)者使用后的可再循環(huán)資源。
[0008]所述臘可以基于所述組合物的總重量計(jì)約5重量％至約40重量％,約8重量％至約30重量％,或約10重量％至約20重量％的量存在于所述組合物中。所述臘可包括脂質(zhì)，所述脂質(zhì)可選自甘油單酯、甘油二酯、甘油三酯、脂肪酸、脂肪醇、酯化脂肪酸、環(huán)氧化脂質(zhì)、馬來(lái)酸化脂質(zhì)、氫化脂質(zhì)、衍生自脂質(zhì)的醇酸樹(shù)脂、蔗糖聚酯、或它們的組合。所述蠟可包括礦物蠟，如直鏈烷烴、支化烷烴、或它們的組合。礦物蠟的具體例子為石蠟和凡士林。所述蠟可選自氫化大豆油、部分氫化大豆油、環(huán)氧化大豆油、馬來(lái)酸化大豆油、三硬脂酸甘油酯、三棕櫚酸甘油酯、1，2- 二棕櫚酸油精、1，3- 二棕櫚酸油精、1-棕櫚酸-3-硬脂酸-2-油精、1-棕櫚酸-2-硬脂酸-3-油精、2-棕櫚酸-1-硬脂酸-3-油精、1，2- 二棕櫚酸亞油精、1，2- 二硬脂酸-油精、1，3- 二硬脂酸-油精、三肉豆蘧酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、癸酸、己酸、辛酸、月桂酸、肉豆蘧酸、棕櫚酸、硬脂酸、以及它們的組合。所述蠟可選自氫化植物油、部分氫化植物油、環(huán)氧化植物油、馬來(lái)酸化植物油。此類植物油的具體例子包括大豆油、玉米油、卡諾拉油、和棕櫚仁油。
[0009]所述蠟可分散于熱塑性聚合物中，使得所述蠟在熱塑性聚合物中具有小于10 μ m,小于5 μ m,小于I μ m,或小于500nm的液滴尺寸。所述蠟可為可再生材料。
[0010]本文所公開(kāi)的組合物還可包含添加劑。所述添加劑可為油溶性的或油分散性的。添加劑的例子包括香料、染料、顏料、表面活性劑、納米顆粒、成核劑、澄清劑、抗靜電劑、填料、或它們的組合。
[0011]在另一方面，提供了制備如本文所公開(kāi)的組合物的方法，所述方法包括a)將熔融態(tài)熱塑性聚合物與同樣為熔融態(tài)的蠟混合以形成混合物；并且b)在10秒或更短時(shí)間內(nèi)將所述混合物冷卻至等于或低于熱塑性聚合物固化溫度的溫度，以形成所述組合物。制備組合物的方法可包括a)將熱塑性聚合物熔融以形成熔融的熱塑性聚合物；b)將熔融的熱塑性聚合物和蠟混合以形成混合物；以及c)在10秒或更短時(shí)間內(nèi)將所述混合物冷卻至等于或低于熱塑性聚合物固化溫度的溫度。混合可在大于10s—1，或約30至約lOOs—1的剪切速率下。混合物可在10秒或更短時(shí)間內(nèi)冷卻至50°C或更低的溫度?？蓪⑺鼋M合物?；??？稍诶鋮s混合物之后，或在冷卻混合物之前或同時(shí)，進(jìn)行?；??？墒褂脭D出機(jī)如單或雙螺桿擠出機(jī)制備所述組合物。作為另外一種選擇，制備組合物的方法可包括a)將熱塑性聚合物熔融以形成熔融的熱塑性聚合物山)將熔融的熱塑性聚合物和蠟混合以形成混合物；以及c)擠出所述熔融混合物以形成最終結(jié)構(gòu)，例如模塑部件。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]為了更全面地理解本公開(kāi)，對(duì)下列【具體實(shí)施方式】和其中附圖應(yīng)提供參考:
[0013]圖1示出對(duì)實(shí)例44-51的本文所公開(kāi)的組合物進(jìn)行帶有凹口的懸臂梁式?jīng)_擊強(qiáng)度測(cè)試的結(jié)果。
[0014]圖2示出未改性聚丙烯(A)和本文所公開(kāi)實(shí)例1-3 (B-D)組合物的掃描電鏡(SEM)圖像。
[0015]盡管本公開(kāi)發(fā)明可能有各種形式的實(shí)施例，在附圖中圖示的(并且將在下文中描述的)是本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是應(yīng)理解的是，本公開(kāi)旨在是說(shuō)明性的，而不旨在將本發(fā)明限制于本文所描述和圖示的具體實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本文所公開(kāi)的模塑制品由熱塑性聚合物和蠟的均勻混合物的組合物制得。術(shù)語(yǔ)“均勻混合物”是指所述蠟和熱塑性聚合物的物理關(guān)系，其中所述蠟分散于所述熱塑性聚合物中。熱塑性聚合物中所述蠟的液滴尺寸是指示所述蠟在熱塑性聚合物中分散程度的參數(shù)。液滴尺寸越小，所述蠟在熱塑性聚合物中的分散度越高，液滴尺寸越大，所述蠟在熱塑性聚合物中的分散度越低。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“混合物”是指本發(fā)明的均勻混合物，而不是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)混合物更廣泛含義中的“混合物”。
[0017]熱塑性聚合物中所述蠟的液滴尺寸小于10 μ m，并且可小于5 μ m，小于I μ m，或小于500nm。分散于熱塑性聚合物中的所述蠟的其它預(yù)期液滴尺寸包括小于9.5 μ m，小于9 μ m，小于8.5 μ m，小于8 μ m,小于7.5 μ m，小于7 μ m，小于6.5 μ m，小于6 μ m，小于
5.5 μ m,小于4.5 μ m，小于4 μ m，小于3.5 μ m，小于3 μ m，小于2.5 μ m，小于2 μ m，小于1.5 μ m,小于900nm,小于800nm,小于700nm,小于600nm,小于400nm,小于300nm,和小于200nmo
[0018]所述蠟的液滴尺寸可間接通過(guò)測(cè)量將所述蠟從所述組合物中去除后熱塑性聚合物中的空隙尺寸，由掃描電鏡(SEM)測(cè)得。所述蠟的去除通常在SEM成像之前進(jìn)行，因?yàn)樗鱿炁cSEM成像技術(shù)不相容。因此，由SEM成像測(cè)得的空隙與組合物中所述蠟的液滴尺寸相關(guān)，如圖2中所示。
[0019]實(shí)現(xiàn)所述蠟在熱塑性聚合物中適當(dāng)分散的一種示例性方法是將熔融態(tài)的熱塑性聚合物與所述蠟混合。將熱塑性聚合物熔融(例如暴露于高于熱塑性聚合物固化溫度的溫度下)，以提供熔融的熱塑性聚合物，并且與蠟混合。熱塑性聚合物可在加入所述蠟之前熔融，或可在蠟的存在下熔融。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)聚合物熔融時(shí)，蠟也為熔融態(tài)。在下文中，術(shù)語(yǔ)蠟可表示根據(jù)溫度為固(任選結(jié)晶)態(tài)或熔融態(tài)的組分。不需要蠟在聚合物固化的溫度下固化。例如，聚丙烯在90°C下為半結(jié)晶固體，所述溫度高于許多蠟的熔點(diǎn)。[0020]可在例如大于IOiT1的剪切速率下，混合熱塑性聚合物和蠟。其它預(yù)期的剪切速率包括大于10，約15至約1000，約20至約200，或至多500s-1。混合的剪切速率越高，所述蠟在本文所公開(kāi)的組合物中的分散度越大。因此，通過(guò)在組合物形成期間選擇特定剪切速率，可控制分散度。[0021]可使用能夠提供所需剪切速率的任何機(jī)械裝置，混合所述蠟和熔融熱塑性聚合物，獲得如本文所公開(kāi)的組合物。機(jī)械裝置的非限制性例子包括攪拌器如Haake間歇式攪拌器和擠出機(jī)(例如單或雙螺桿擠出機(jī))。
[0022]然后將熔融熱塑性聚合物和蠟的混合物迅速(例如在小于10秒內(nèi))冷卻至低于熱塑性聚合物固化溫度的溫度。所述混合物可被冷卻至小于100°c，小于75°C，小于50°C，小于40°C，小于30°C，小于20°C，小于15°C，小于10°C，或至約0°C至約30°C，約0°C至約20°C，或約0°C至約10°C的溫度。例如，可將所述混合物放置于低溫液體(例如所述液體為或低于所述混合物冷卻的溫度)。所述液體可為水。
[0023]熱塑性聚合物
[0024]用于所公開(kāi)組合物中的熱塑性聚合物是熔融然后在冷卻時(shí)結(jié)晶或硬化，但是在進(jìn)一步加熱時(shí)可再熔融的聚合物。適用于本文的熱塑性聚合物具有約60°C至約300°C，約80°C至約250°C，或100°C至215°C的熔融溫度(還被稱為固化溫度)。
[0025]熱塑性聚合物的分子量足夠高，以使得能夠在聚合物分子之間產(chǎn)生纏結(jié)，但又足夠低以成為可熔融加工的。與沒(méi)有油的組合物相比，將所述油加入到所述組合物中，允許組合物包含更高分子量的熱塑性聚合物以制成模塑制品。因此，適宜的熱塑性聚合物可具有約1000kDa或更低，約5kDa至約800kDa，約IOkDa至約700kDa，或約20kDa至約400kDa的重均分子量。
[0026]熱塑性聚合物可衍生自可再生資源或化石礦物和油。衍生自可再生資源的熱塑性聚合物是生物基的，例如用于制備聚丙烯和聚乙烯的生物制得的乙烯和丙烯單體。這些材料性能基本上與化石基產(chǎn)品等同物相同，不同的是熱塑性聚合物中碳-14的存在。根椐成本和可得性，在本發(fā)明中可將可再生基和化石基熱塑性聚合物以任何比率混合在一起。也可單獨(dú)或與可再生和/或化石衍生的熱塑性聚合物組合使用可再循環(huán)的熱塑性聚合物?？稍傺h(huán)的熱塑性聚合物可在混合前被預(yù)調(diào)理以去除任何無(wú)用的污染物，或可在混合和擠出過(guò)程期間使用它們，以及只是留在混合物中。這些污染物可包括痕量的其它聚合物、紙漿、顏料、無(wú)機(jī)化合物、有機(jī)化合物、以及通常存在于加工聚合物組合物中的其它添加劑。所述污染物不應(yīng)不利地影響混合物的最終工作性能，例如在纖維紡絲過(guò)程期間造成紡絲斷裂。
[0027]適宜的熱塑性聚合物一般包括聚烯烴、聚酯、聚酰胺、它們的共聚物、以及它們的組合。熱塑性聚合物可選自聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯共聚物、聚乙烯共聚物、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、多羥基鏈烷酸酯、聚酰胺-6、聚酰胺_6，6、以及它們的組合。
[0028]然而更具體地講，熱塑性聚合物優(yōu)選包括聚烯烴如聚乙烯或其共聚物，包括低密度、高密度、線性低密度、或超低密度聚乙烯，使得聚乙烯密度在介于0.90克/立方厘米至
0.97克/立方厘米之間，最優(yōu)選在介于0.92和0.95克/立方厘米之間的范圍內(nèi)。聚乙烯的密度由支化的量和類型測(cè)定，并且取決于聚合技術(shù)和共聚單體類型。還可使用聚丙烯和/或聚丙烯共聚物，包括無(wú)規(guī)聚丙烯；全同立構(gòu)聚丙烯、間同立構(gòu)聚丙烯、以及它們的組合?？墒褂镁郾┕簿畚铮绕涫且蚁?，以降低熔融溫度并且改善性能?？刹捎妹饘俸蚙iegler-Natta催化劑體系來(lái)制得這些聚丙烯聚合物?？蓪⑦@些聚丙烯和聚乙烯組合物混合在一起以優(yōu)化最終使用性能。聚丁烯也是可用的聚烯烴。[0029]其它適宜的聚合物包括聚酰胺或其共聚物，如尼龍6、尼龍11、尼龍12、尼龍46、尼龍66 ;聚酯或其共聚物，如馬來(lái)酸酐聚丙烯共聚物、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯；烯烴羧酸共聚物，如乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/馬來(lái)酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、或它們的組合；聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、以及它們的共聚物如聚(甲基丙烯酸甲酯)。聚合物的其它非限制性例子包括聚碳酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚甲醛、苯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醚亞胺、聚砜、或它們的組合。在一些實(shí)施例中，熱塑性聚合物包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、乙烯丙烯酸、聚烯烴羧酸共聚物、聚酯、以及它們的組合。
[0030]然而更具體地講，熱塑性聚合物優(yōu)選包括聚烯烴如聚乙烯或其共聚物，包括低密度、高密度、線性低密度、或超低密度聚乙烯、聚丙烯、或它們的共聚物，包括無(wú)規(guī)聚丙烯；全同立構(gòu)聚丙烯、茂金屬全同立構(gòu)聚丙烯、聚丁烯、或它們的共聚物；聚酰胺或它們的共聚物，如尼龍6、尼龍U、尼龍12、尼龍46、尼龍66 ;聚酯或它們的共聚物，如馬來(lái)酸酐聚丙烯共聚物、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯；烯烴羧酸共聚物，如乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/馬來(lái)酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、或它們的組合；聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、以及它們的共聚物如聚(甲基丙烯酸甲酯)。聚合物的其它非限制性例子包括聚碳酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚甲醛、苯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醚亞胺、聚砜、或它們的組合。在一些實(shí)施例中，熱塑性聚合物包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、乙烯丙烯酸、聚烯烴羧酸共聚物、聚酯、以及它們的組合。
[0031]可生物降解的熱塑性聚合物也預(yù)期用于本文中。當(dāng)可生物降解的材料埋于地下或換句話講接觸微生物時(shí)(包括在有利于微生物生長(zhǎng)的環(huán)境條件下接觸)，可生物降解的材料易于被微生物如霉菌、真菌和細(xì)菌消化。適宜的可生物降解的聚合物還包括采用有氧或厭氧分解方法或由于暴露于環(huán)境要素如陽(yáng)光、雨水、水分、風(fēng)、溫度等而可環(huán)境降解的那些可生物降解的材料?？缮锝到獾臒崴苄跃酆衔锟蓡为?dú)使用，或以可生物降解或不可生物降解的聚合物的組合形式使用?？缮锝到獾木酆衔锇ò褰M分的聚酯。其中聚酯是包含脂族成分和聚(羥基羧酸)的酯縮聚物。酯縮聚物包括二羧酸/二醇脂族聚酯如聚琥珀酸丁二酯、聚琥珀酸共聚己二酸丁二酯，脂族/芳族聚酯如由丁二醇、己二酸和對(duì)苯二甲酸制成的三元共聚物。聚(羥基羧酸)包括乳酸基均聚物和共聚物、聚羥基丁酸酯(PHB)、或其它多羥基鏈烷酸酯均聚物和共聚物。此類多羥基鏈烷酸酯包括PHB與更長(zhǎng)鏈長(zhǎng)單體如C6-C12以及更長(zhǎng)鏈長(zhǎng)單體的共聚物、如美國(guó)專利RE36，548和5，990，271中公開(kāi)的那些多羥基鏈燒酸酷。
[0032]可商購(gòu)獲得的適宜聚乳酸的例子為得自Cargi 11 Dow的NATUREW0RKS和得自Mitsui Chemical的LACEA?？缮藤?gòu)獲得的適宜二酸/ 二醇脂族聚酯的例子為由Showa HighPolymer Company,Ltd (Tokyo, Japan)以商品名 B10N0LLE1000 和 B10N0LLE3000 出售的聚琥珀酸/己二酸丁二酯共聚物?？缮藤?gòu)獲得的適宜脂族/芳族共聚酯的例子為由EastmanChemical以商品名EASTAR BIO Copolyester或由BASF以商品名EC0FLEX出售的聚(四亞甲基己二酸酯-共聚-對(duì)苯二甲酸酯)。
[0033]可商購(gòu)獲得的適宜聚丙烯或聚丙烯共聚物的非限制性例子包括Basell ProfaxPH-835C35 溶體流動(dòng)速率 Ziegler-Natta 全同立構(gòu)聚丙烯,得自 Lyondell-Basell )、BaselIMetocene MF-650W (500熔體流動(dòng)速率茂金屬全同立構(gòu)聚丙烯，得自Lyondell-Basell)、Polybond3200 (250熔體流動(dòng)速率馬來(lái)酸酐聚丙烯共聚物，得自Crompton)、ExxonAchieve3854 (25熔體流動(dòng)速率茂金屬全同立構(gòu)聚丙烯，得自Exxon-Mobil Chemical)、Mosten NB425 (25溶體流動(dòng)速率Ziegler-Natta全同立構(gòu)聚丙烯，得自Unipetrol)、Danimer27510 (多羥基鏈燒酸酯聚丙烯，得自 Danimer Scientific LLC)> Dow Aspun6811A(27熔體指數(shù)聚乙烯聚丙烯共聚物,得自Dow Chemical)、和Eastman9921 (具有標(biāo)稱O, 81特性粘度的聚酯對(duì)苯二酸均聚物，得自Eastman Chemical)。
[0034]熱塑性聚合物組分可為如上所述的單一聚合物物質(zhì)，或?yàn)閮煞N或更多種如上所述熱塑性聚合物的共混物。
[0035]如果聚合物為聚丙烯，則由用于測(cè)定聚丙烯的ASTM D-1238測(cè)得，熱塑性聚合物可具有大于5g/10min的熔流指數(shù)。其它預(yù)期的熔流指數(shù)包括大于10g/10min,大于20g/10min,或約 5g/10min 至約 50g/10min。
[0036]蠟
[0037]如本文所公開(kāi)的組合物中所用的蠟為脂質(zhì)、礦物蠟、或它們的組合，其中所述脂質(zhì)、礦物蠟、或它們的 組合具有大于25°C的熔點(diǎn)。更優(yōu)選高于35°C，還更優(yōu)選高于45°C，并且最優(yōu)選高于50°C的熔點(diǎn)。所述蠟可具有低于組合物中熱塑性聚合物熔融溫度的熔點(diǎn)。術(shù)語(yǔ)“蠟”和“油”由等于或接近25°C下組分的結(jié)晶度來(lái)區(qū)分。在所有情況下，“蠟”將具有低于熱塑性聚合物，優(yōu)選低于100°C，并且最優(yōu)選低于80°C的最大熔融溫度。所述蠟可為脂質(zhì)。所述脂質(zhì)可為甘油單酯、甘油二酯、甘油三酯、脂肪酸、脂肪醇、酯化脂肪酸、環(huán)氧化脂質(zhì)、馬來(lái)酸化脂質(zhì)、氫化脂質(zhì)、衍生自脂質(zhì)的醇酸樹(shù)脂、蔗糖聚酯、或它們的組合。所述礦物蠟可為直鏈烷烴、支化烷烴、或它們的組合。蠟可為部分或完全氫化的材料，或它們的組合和混合物，它們未改性形式的蠟在室溫下形式上為液體。當(dāng)溫度高于蠟的熔融溫度時(shí)，它為液體油。當(dāng)為熔融態(tài)時(shí)，蠟可被稱為“油”。術(shù)語(yǔ)“蠟”和“油”僅在25°C下測(cè)量時(shí)具有意義。蠟在25°C下將為固體，而油在25°C下不是固體。除此以外，它們?cè)诟哂?5°C下互換使用。
[0038]由于蠟可含有熔融溫度分布以產(chǎn)生峰值熔融溫度，因此當(dāng)>50重量％的所述蠟組分在等于或高于25°C下熔融時(shí)，則將所述蠟熔融溫度定義為具有25°C或更高的所定義峰值熔融溫度。該測(cè)量可采用示差掃描熱量計(jì)(DSC)來(lái)進(jìn)行，其中熔化熱相當(dāng)于蠟的重量百分比分?jǐn)?shù)。
[0039]由凝膠滲透色譜法(GPC)測(cè)定的所述蠟的數(shù)均分子量應(yīng)小于2kDa，優(yōu)選小于1.5kDa，還更優(yōu)選小于1.2kDa。
[0040]蠟的量經(jīng)由失重法測(cè)定。使用回流燒瓶體系，將最窄樣品尺寸不大于Imm的固化混合物以Ig混合物/100g丙酮的比率放入到丙酮中。首先在放入到回流燒瓶中之前稱量所述混合物，然后將丙酮和混合物在20小時(shí)內(nèi)加熱至60°C。將樣品取出，并且風(fēng)干60分鐘，并且測(cè)定最終重量。計(jì)算蠟重量百分比的公式為
[0041 ] 臘重量％=([初始質(zhì)量？最終質(zhì)量]/ [初始質(zhì)量])X 100%
[0042]本文所公開(kāi)的組合物中預(yù)期的蠟的非限制性例子包括牛脂、蓖麻蠟、椰蠟、椰樹(shù)種子蠟、玉米胚芽蠟、棉籽蠟、魚(yú)蠟、亞麻籽蠟、橄欖蠟、奧蒂樹(shù)蠟、棕櫚仁蠟、棕櫚蠟、棕櫚種子蠟、花生蠟、油菜籽蠟、紅花蠟、大豆蠟、鯨蠟、向日葵籽蠟、妥爾蠟、桐樹(shù)蠟、鯨蠟、以及它們的組合。具體甘油三酯的非限制性例子包括甘油三酯如三硬脂酸甘油酯、三棕櫚酸甘油酯、1，2- 二棕櫚酸油精、1，3- 二棕櫚酸油精、1-棕櫚酸-3-硬脂酸-2-油精、1-棕櫚酸-2-硬脂酸-3-油精、2-棕櫚酸-1-硬脂酸-3-油精、1，2- 二棕櫚酸亞油精、1，2- 二硬脂酸-油精、1，3-二硬脂酸-油精、三肉豆蘧酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、以及它們的組合。預(yù)期的具體脂肪酸的非限制性例子包括癸酸、己酸、辛酸、月桂酸、肉豆蘧酸、棕櫚酸、硬脂酸、以及它們的混合物。預(yù)期的其它具體蠟包括氫化大豆油、部分氫化大豆油、部分氫化棕櫚仁油、以及它們的組合。也可使用得自Jatropha的不可食用蠟和油菜籽油。所述蠟可選自氫化植物油、部分氫化植物油、環(huán)氧化植物油、馬來(lái)酸化植物油。此類植物油的具體例子包括大豆油、玉米油、卡諾拉油、和棕櫚仁油。
[0043]所述蠟可來(lái)自可再生材料(例如衍生自可再生資源)。如本文所用，“可再生資源”是由速率與其消耗速率相當(dāng)?shù)淖匀贿^(guò)程產(chǎn)生的資源(例如在100年期間內(nèi))。所述資源可天然或者通過(guò)農(nóng)業(yè)技術(shù)再補(bǔ)充?？稍偕Y源的非限制性例子包括植物(例如甘蔗、甜菜、玉米、馬鈴薯、柑橘類水果、木本植物、木質(zhì)纖維素、半纖維素、纖維素廢物)、動(dòng)物、魚(yú)、細(xì)菌、真菌和林業(yè)產(chǎn)品。這些資源可以是天然存在的、混合的、或遺傳工程有機(jī)體。諸如原油、煤、天然氣和泥炭的天然資源的形成需要超過(guò)100年的時(shí)間，它們不被認(rèn)為是可再生資源。
[0044]礦物蠟的具體例子包括石蠟(包括凡士林)、蒙旦蠟、以及由裂化法制得的聚烯烴蠟，優(yōu)選聚乙烯衍生的蠟?？蓪⒌V物蠟和植物源蠟混合在一起。植物基蠟可由它們的碳-14含量來(lái)區(qū)分。
[0045]本文所公開(kāi)的蠟可以基于所述組合物的總重量計(jì)約5重量％至約40重量％的重量百分比存在于所述組合物中。所述蠟的其它預(yù)期重量百分比范圍包括基于所述組合物的總重量計(jì)約8重量％至約30重量％,優(yōu)選范圍為約10重量％至約30重量％,約10重量％至約20重量％，或約12重量％至約18重量％。預(yù)期的具體蠟重量百分比包括基于所述組合物的總重量計(jì)約5重量％，約6重量％，約7重量％，約8重量％，約9重量％，約10重量％，約11重量％，約12重量％，約13重量％，約14重量％，約15重量％，約16重量％，約17重量％，約18重量％，約19重量％，約20重量％，約21重量％，約22重量％，約23重量％，約24重量％，約25重量％，約26重量％，約27重量％，約28重量％，約29重量％，約30重量％，約31重量％，約32重量％，約33重量％，約34重量％，約35重量％，約36重量％，約37重量％，約38重量％，約39重量％，和約40重量％。
[0046]添加劑
[0047]本文所公開(kāi)的組合物還可包含添加劑。添加劑可分散在整個(gè)組合物中，或可基本上位于熱塑性層的熱塑性聚合物部分中，或基本上位于所述組合物的油部分中。在所述添加劑位于所述組合物的油部分中的情況下，所述添加劑可以是油溶性的或油分散性的。
[0048]本文所公開(kāi)的組合物中預(yù)期的添加劑類型的非限制性例子包括香料、染料、顏料、納米顆粒、防靜電劑、填料、以及它們的組合。本文所公開(kāi)的組合物可包含單一的添加劑或添加劑的混合物。例如，香料和著色劑(例如顏料和/或染料)均可存在于所述組合物中。當(dāng)存在時(shí)，一種或多種 添加劑以約0.05重量％至約20重量％，或約0.1重量％至約10重量％的重量百分比存在。具體預(yù)期的重量百分比包括約0.5重量％，約0.6重量％，約0.7重量％，約0.8重量％，約0.9重量％，約I重量％，約1.1重量％，約1.2重量％，約1.3重量％，約1.4重量％，約1.5重量％，約1.6重量％，約1.7重量％，約1.8重量％，約1.9重量％，約2重量％，約2.1重量％，約2.2重量％，約2.3重量％，約2.4重量％，約2.5重量％，約2.6重量％，約2.7重量％，約2.8重量％，約2.9重量％，約3重量％，約3.1重量％，約3.2重量％，約3.3重量％，約3.4重量％，約3.5重量％，約3.6重量％，約3.7重量％，約3.8重量％，約3.9重量％，約4重量％，約4.1重量％，約4.2重量％，約4.3重量％，約4.4重量％，約4.5重量％，約4.6重量％，約4.7重量％，約4.8重量％，約4.9重量％，約5重量％，約5.1重量％，約5.2重量％，約5.3重量％，約5.4重量％，約5.5重量％，約5.6重量％，約5.7重量％，約5.8重量％，約5.9重量％，約6重量％，約6.1重量％，約6.2重量％，約6.3重量％，約6.4重量％，約6.5重量％，約6.6重量％，約6.7重量％，約6.8重量％，約6.9重量％，約7重量％，約7.1重量％，約7.2重量％，約7.3重量％，約7.4重量％，約7.5重量％，約7.6重量％，約
7.7重量％，約7.8重量％，約7.9重量％，約8重量％，約8.1重量％，約8.2重量％，約8.3重量％，約8.4重量％，約8.5重量％，約8.6重量％，約8.7重量％，約8.8重量％，約8.9重量％，約9重量％，約9.1重量％，約9.2重量％，約9.3重量％，約9.4重量％，約9.5重量％，約9.6重量％，約9.7重量％，約9.8重量％，約9.9重量％，和約10重量％。
[0049]如本文所用，術(shù)語(yǔ)“香料”用于表示隨后從本文所公開(kāi)的組合物中釋放出的任何芳香材料。已知多種化合物用作香料用途,包括如醛、酮、醇和酯的材料。更一般地，已知包含各種化學(xué)組分的復(fù)合混合物的天然存在的植物和動(dòng)物油以及滲出物用作香料。本文的香料在它們的組成上可以相對(duì)簡(jiǎn)單，或者可包含天然和合成化學(xué)組分的高度復(fù)雜的復(fù)合混合物，所有組分均選擇用于提供任何所需的氣味。典型的香料可包括例如包含稀有材料如檀木油、麝貓油和綠葉油的木質(zhì)/ 土質(zhì)基底。所述香料可具有輕度的花香(例如玫瑰提取物、紫羅蘭提取物和丁香)。所述香料也可配制以提供所需的水果味，例如酸橙、檸檬和橙?？蔀榉枷惘煼ㄐ?yīng)選擇本發(fā)明組合物和制品中遞送的香料，如提供松弛或爽快的情緒。因此，可使用釋放出愉悅或換句話講所期望的氣味的任何材料作為本發(fā)明組合物和制品中的香料活性物質(zhì)。
[0050]顏料或染料可以是無(wú)機(jī)的、有機(jī)的、或它們的組合。預(yù)期的顏料和染料的具體例子包括顏料黃(C.1.14)、顏料紅(C.1.48:3)、顏料藍(lán)(C.1.15:4)、顏料黑(C.1.7)、以及它們的組合。具體的預(yù)期染料包括水溶性油墨著色劑如直接染料、酸性染料、堿性染料，以及多種溶劑可溶解的染料。例子包括但不限于FD&C藍(lán)1(C.1.42090:2)、D&(^I6(C.1.15850)、D&C 紅 7 (C.1.15850:1)、D&C 紅 9 (C.1.15585:1)、D&C 紅 21 (C.1.45380:2)、D&C 紅 22(C.1.45380:3)、D&C 紅 27(C.1.45410:1)、D&C 紅 28(C.1.45410:2)、D&C 紅 30(C.1.73360)、D&C 紅 33 (C.1.17200)、D&C 紅 34 (C.1.15880:1)、和 FD&C 黃 5 (C.1.19140:1)、FD&C 黃 6(C.1.15985:1)、FD&C 黃 10 (C.1.47005:1)、D&C 橙 5 (C.1.45370:2)、以及它們的組合。
[0051]預(yù)期的填料包括但不限于無(wú)機(jī)填料如鎂、鋁、硅和鈦的氧化物。這些材料可作為廉價(jià)填料或加工助劑加入。可用作填料的其它無(wú)機(jī)材料包括水合硅酸鎂、二氧化鈦、碳酸鈣、粘土、白堊、氮化硼、石灰石、硅藻土、云母、玻璃、石英和陶瓷。此外，可使用無(wú)機(jī)鹽，包括堿金屬鹽、堿土金屬鹽、磷酸鹽。另外，還可將醇酸樹(shù)脂加入到所述組合物中。醇酸樹(shù)脂包含多元醇、多元酸或酸酐、和/或脂肪酸。
[0052]其它預(yù)期的添加劑包括熱塑性聚合物的成核劑和澄清劑。適用于例如聚丙烯的具體例子為苯甲酸和衍生物(例如苯甲酸鈉和苯甲酸鋰)、以及高嶺土、滑石和甘油鋅。二亞芐基山梨醇(DBS)是可使用的澄清劑的例子?？墒褂玫钠渌珊藙橛袡C(jī)羧酸鹽、磷酸鈉和金屬鹽(例如二苯甲酸招)?？杉尤朐?0份每一百萬(wàn)份(20ppm)至20，OOOppm范圍內(nèi)，更優(yōu)選200ppm至2000ppm范圍內(nèi)，并且最優(yōu)選1000ppm至1500ppm范圍內(nèi)的成核劑或澄清劑?？刹捎眉尤氤珊藙﹣?lái)改善最終混合物組合物的拉伸和沖擊性能。
[0053]預(yù)期的表面活性劑包括陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑、或陰離子表面活性劑與兩性表面活性劑的組合、以及它們的組合，如例如美國(guó)專利3，929，678和4，259，217以及EP414549、W093/08876和W093/08874中公開(kāi)的表面活性劑。
[0054]預(yù)期的納米顆粒包括金屬、金屬氧化物、碳的同素異形體、粘土、有機(jī)改性粘土、硫酸鹽、氮化物、氫氧化物、氧基/氫氧化物、粒狀水不溶性聚合物、硅酸鹽、硫酸鹽和碳酸鹽。例子包括二氧化硅、炭黑、石墨、石墨烯、富勒烯、膨脹石墨、碳納米管、滑石、碳酸鈣、膨潤(rùn)土、蒙脫石、高嶺土、甘油鋅、二氧化硅、鋁硅酸鹽、氮化硼、氮化鋁、硫酸鋇、硫酸鈣、氧化銻、長(zhǎng)石、云母、鎳、銅、鐵、鈷、鋼、金、銀、鉬、招、韓娃石、氧化招、氧化錯(cuò)、二氧化鈦、氧化鋪、氧化鋅、氧化鎂、氧化錫、鐵氧化物(Fe203、Fe304)、以及它們的混合物。納米顆粒可增加本文所公開(kāi)組合物的強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、和/或耐磨性，并且可賦予組合物電性能。
[0055]預(yù)期加入油，或所述組合物中存在一定量的油。油可與存在的脂質(zhì)無(wú)關(guān)，或可為蠟脂質(zhì)的不飽和或較不飽和型式。油的量范圍可為所述組合物的O重量％至40重量％，更優(yōu)選為所述組合物的5重量％至20重量％,并且最優(yōu)選為所述組合物的8重量％至15重量％。
[0056]預(yù)期的抗靜電劑包括已知提供防靜電有益效果的織物柔軟劑。例如具有脂肪酰基的那些織物軟化劑，其具有高于20的碘值，如N，N- 二(牛油酰氧乙基)_N，N- 二甲基甲酯硫酸銨。
[0057]模塑制品
[0058]本文所公開(kāi)的組合物可成形為模塑或擠塑制品。模塑制品為注塑、壓塑或由氣體吹塑成由母模限定的形狀時(shí)形成的物體。模塑或擠塑制品可為實(shí)心物體如玩具，或中空物體如瓶、容器、棉塞施用器、將藥物插入到軀體孔腔的施用裝置、單次使用的醫(yī)療設(shè)備、外科設(shè)備等。模塑制品和制備它們的方法一般描述于例如美國(guó)專利6，730，057和美國(guó)專利公布2009/0269527中，將每篇文獻(xiàn)以引用方式并入本文。
[0059]本文所公開(kāi)的組合物適于制備容器制品如個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品、家居清潔產(chǎn)品、和衣物洗滌劑產(chǎn)品、以及此類制品的包裝。個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品包括化妝品、毛發(fā)護(hù)理、皮膚護(hù)理、口腔護(hù)理產(chǎn)品，即洗發(fā)劑、皂、牙膏。因此，本文還公開(kāi)了產(chǎn)品包裝，如包含本文所述組合物的容器或瓶。容器可涉及容器的一個(gè)或多個(gè)元件，如主體、頂蓋、噴嘴、柄部、或容器整體例如主體和頂蓋。
[0060]本文所公開(kāi)的組合物適用于鉤-環(huán)扣緊系統(tǒng)中。鉤-環(huán)扣緊系統(tǒng)具有由纖維材料制得的凹扣緊材料和具有鉤的凸扣緊材料，構(gòu)造所述鉤以扣緊所述纖維材料。這些鉤-環(huán)系統(tǒng)可與各種制品一起使用。例如，鉤-環(huán)扣緊系統(tǒng)可用于可穿著吸收制品中，如尿布、訓(xùn)練褲、失禁內(nèi)衣、女性月經(jīng)墊等。(在各種實(shí)施例中，可穿著吸收制品可以是一次性的或可重復(fù)使用的。)鉤-環(huán)扣緊系統(tǒng)還可用于扣緊一次性布料、一次性衣物、醫(yī)用包扎物、以及其它制品。
[0061]凸扣緊材料包括鉤和基材。凸扣緊材料可包含具有任何形狀的鉤，所述形狀如“J”形、“T”形、或蘑菇形、或本領(lǐng)域已知的任何其它形狀。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)理解，凸扣緊材料和其上的鉤可由任何適宜的方法制得，如澆鑄、模塑、型材擠出、或微復(fù)制。
[0062]凸扣緊材料的一個(gè)或多個(gè)部件或整體可由多種可成型和/或可成形材料以及本文列舉或本領(lǐng)域已知的任何添加劑或加工助劑制成，所述可成型和/或可成形材料包括本文列舉的任何天然或合成材料和/或本領(lǐng)域中熟知的任何其它適宜材料。作為具體的例子，凸扣緊材料可由多種組合物制成，根據(jù)本文所公開(kāi)任何實(shí)施例中的任何有效組合，所述組合物包含熱塑性聚合物和蠟(如基于任何類型大豆油的蠟)的均勻混合物。
[0063]凹扣緊材料可為適于可釋放地接合凸扣緊材料的鉤的任何纖維材料。纖維材料可采取許多形式，如織物(例如織造物、針織物、氈、非織造物)紡織品、復(fù)合物等。纖維材料中的纖維可被構(gòu)造具有任何尺寸、形狀和長(zhǎng)度；此類纖維可由本領(lǐng)域已知的任何適宜的方法制得。凹扣緊材料的一個(gè)或多個(gè)部件或整體可由本文列舉的任何天然或合成材料和/或本領(lǐng)域中熟知的任何其它適宜材料以及本文列舉或本領(lǐng)域已知的任何添加劑或加工助劑制成。凹扣緊材料可以多種方式結(jié)合到產(chǎn)品中，如可前扣緊式可穿著吸收制品上的搭接區(qū)。
[0064] 所述產(chǎn)品可包括由所述組合物制得的容器、和與容器相關(guān)的標(biāo)記，所述標(biāo)記為潛在的購(gòu)買者提供了容器的信息。這種與容器相關(guān)的標(biāo)記包括標(biāo)簽、插件、雜志或報(bào)紙中的頁(yè)、貼紙、優(yōu)惠券、傳單、過(guò)道中或過(guò)道末端的展示、和旨在被潛在購(gòu)買者取走或留在離產(chǎn)品最近的區(qū)域的銷售品。
[0065]此外，所述模塑制品還可包含其它添加劑，如其它聚合物材料(例如聚丙烯、聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯、聚甲基戊烯、它們的任何組合等)、填料(例如玻璃、滑石、碳酸鈣等)、脫模劑、阻燃劑、導(dǎo)電劑、膜抗靜電劑、顏料、抗氧化劑、抗沖改性劑、穩(wěn)定劑(例如紫外線吸收劑)、潤(rùn)濕劑、染料、或它們的任何組合。模塑制品抗靜電劑包括陽(yáng)離子試劑、陰離子試劑，
并且優(yōu)選非離子試劑。陽(yáng)離子試劑包含具有烷基取代基的銨、善和锍陽(yáng)離子，和相關(guān)聯(lián)的
陰離子如氯離子、甲酯硫酸根或硝酸根。預(yù)期的陰離子試劑包括烷基磺酸鹽。非離子試劑包括聚乙二醇、有機(jī)硬脂酸酯、有機(jī)酰胺、單硬脂酸甘油酯(GMS)、烷基二乙醇酰胺、和乙氧
基化胺。
[0066]制備本文所公開(kāi)的組合物的方法
[0067]聚合物和蠟的熔融混合:通過(guò)在蠟的存在下熔融所述聚合物，可適宜地將聚合物和蠟混合。在熔融態(tài)下，使聚合物和蠟經(jīng)受剪切，所述剪切能夠使所述油分散到所述聚合物中。在熔融態(tài)下，蠟和聚合物彼此顯著更相容。
[0068]可以多種不同方法實(shí)現(xiàn)聚合物和蠟的熔融混合，但是優(yōu)選高剪切方法以形成優(yōu)選的組合物形態(tài)。所述方法可涉及傳統(tǒng)熱塑性聚合物加工設(shè)備。一般方法涉及將聚合物加入到體系中，熔融聚合物，然后加入蠟。然而，所述材料可以任何順序加入，這取決于具體混合體系的性質(zhì)。
[0069]Haake間歇式攪拌器=Haake間歇式攪拌器是輕度剪切和混合的簡(jiǎn)單混合體系。所述單元由兩個(gè)混合螺桿組成，所述螺桿包含加熱室的固定體積的室中。根據(jù)需要將材料加入到單元頂部。優(yōu)選的順序是首先將聚合物加入到室中，加熱至比聚合物熔融(或固化)溫度高20°C至120°C。聚合物熔融后，可加入蠟，并且在蠟熔融后，與熔融聚合物混合。然后用兩個(gè)混合螺桿以約60至約120的螺桿RPM速率將熔融態(tài)的混合物混合約5至約15分鐘。組合物混合后，取下該單元的前部，并且取出熔融態(tài)的混合組合物。由于其設(shè)計(jì)，該體系將部分組合物在結(jié)晶開(kāi)始前于高溫下保留幾分鐘。該混合方法提供中間驟冷工藝，其中所述組合物可用約30秒至約2分鐘來(lái)冷卻和固化。Haake混合中聚丙烯與大豆油的混合物示出，大于20重量％的熔融蠟導(dǎo)致蠟未完全摻入到聚丙烯混合物中，表明較高的剪切速率可導(dǎo)致更好的蠟摻入以及能夠摻入更大量的蠟。
[0070]單螺桿擠出機(jī):單螺桿擠出機(jī)是大多數(shù)熔融聚合物擠出中所用的典型加工單元。單螺桿擠出機(jī)通常在圓筒內(nèi)包括單個(gè)軸，所述軸和圓筒設(shè)計(jì)具有某些旋轉(zhuǎn)元素(例如形狀和間隙)以調(diào)節(jié)剪切特征。單螺桿擠出機(jī)的典型RPM范圍為約10至約120。單螺桿擠出機(jī)設(shè)計(jì)由進(jìn)料部分、壓縮部分和計(jì)量部分組成。在進(jìn)料部分中，使用較高空隙體積的刮板，將聚合物加熱并且供入到壓縮部分中，其中熔融完成并且完全熔融的聚合物被剪切。在壓縮部分中，刮板之間的空隙體積減小。在計(jì)量部分中，采用刮板之間的小空隙體積，使聚合物經(jīng)受其最高的剪切量。為此工作，使用通用單螺桿設(shè)計(jì)。在該單元中，實(shí)現(xiàn)連續(xù)或穩(wěn)態(tài)型工藝，其中在所期望的位置引入組合物組分，然后在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)經(jīng)受溫度和剪切。由于單螺桿工藝中每個(gè)位置處的相互作用的物理性質(zhì)隨時(shí)間的變化而恒定，所述工藝可被認(rèn)為是穩(wěn)態(tài)工藝。這通過(guò)能夠逐區(qū)調(diào)節(jié)溫度和剪切，允許優(yōu)化混合工藝，其中可通過(guò)旋轉(zhuǎn)元素和/或圓筒設(shè)計(jì)或螺桿轉(zhuǎn)速，改變剪切。
[0071]然后通過(guò)將熔體擠出到液體冷卻介質(zhì)(通常為水)中，接著可將聚合物股條切成小片，可將離開(kāi)單螺桿擠出機(jī)的混合組合物粒化。存在兩種基本類型的聚合物加工中所用的熔融聚合物粒化方法:股條切割和水下?；?。在股條切割中，所述組合物在液體介質(zhì)中快速驟冷(一般遠(yuǎn)小于10秒)，然后切成小片。在水下?；椒ㄖ校瑢⑷廴诰酆衔锴谐尚∑?，然后同時(shí)或在其后立即放入到低溫液體中，所述低溫液體使聚合物快速驟冷并且結(jié)晶。這些方法是通常已 知的并且用于聚合物加工工業(yè)中。
[0072]將得自擠出機(jī)的聚合物股條快速放入到水浴中，所述水浴通常具有1°C至50°C的溫度范圍(例如通常為約室溫，其為25°C)?；旌辖M合物的可供選擇的最終用途是進(jìn)一步加工成所期望的結(jié)構(gòu)例如纖維紡絲或注塑。單螺桿擠出方法可提供高度的混合以及高驟冷速率。單螺桿擠出機(jī)也可用于將?；M合物進(jìn)一步加工成纖維和注塑制品。例如，纖維單螺桿擠出機(jī)可為37mm體系，具有標(biāo)準(zhǔn)通用螺桿外形和30:1的長(zhǎng)度與直徑比率。
[0073]雙螺桿擠出機(jī):雙螺桿擠出機(jī)是其中需要高強(qiáng)度混合的大多數(shù)熔融聚合物擠出中所用的典型單元。雙螺桿擠出機(jī)包括兩個(gè)軸和外部圓筒。雙螺桿擠出機(jī)的典型RPM范圍為約10至約1200。雙軸可共旋或反旋，并且允許緊公差高強(qiáng)度的混合。在該類型的單元中，實(shí)現(xiàn)連續(xù)或穩(wěn)態(tài)型工藝，其中在沿螺桿的所期望位置處引入組合物組分，并且在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)經(jīng)受高溫和剪切。由于單螺桿工藝中每個(gè)位置處的相互作用的物理性質(zhì)隨時(shí)間的變化而恒定，所述工藝可被認(rèn)為是穩(wěn)態(tài)工藝。這通過(guò)能夠逐區(qū)調(diào)節(jié)溫度和剪切，允許優(yōu)化混合工藝，其中可通過(guò)旋轉(zhuǎn)元素和/或圓筒設(shè)計(jì)，改變剪切。
[0074]然后通過(guò)將熔體擠出到液體冷卻介質(zhì)(通常為水)中，接著將聚合物股條切成小片，可將雙螺桿擠出機(jī)末端的混合組合物?；?。存在兩種基本類型的聚合物加工中所用的熔融聚合物?；椒ǎ蓷l切割和水下?；Ｔ诠蓷l切割中，所述組合物在液體介質(zhì)中快速驟冷(一般遠(yuǎn)小于10s)，然后切成小片。在水下?；椒ㄖ?將熔融聚合物切成小片,然后同時(shí)或在其后立即放入到低溫液體中，所述低溫液體使聚合物快速驟冷并且結(jié)晶。混合組合物的可供選擇的最終用途是進(jìn)一步加工成所期望的結(jié)構(gòu)例如纖維紡絲或注塑。[0075]可采用三種不同的螺桿外形，使用Baker Perkins CT_2525mm共旋的40:1長(zhǎng)度與直徑比率體系。該特定的CT-25由九個(gè)區(qū)域組成，其中可控制溫度以及模溫。同樣可行的四個(gè)液體注射位點(diǎn)位于區(qū)域I和2之間(位置A)、區(qū)域2和3之間(位置B)、區(qū)域4和5之間(位置C)、和區(qū)域6和7之間(位置D)。[0076]液體注射位置沒(méi)有直接加熱，而是間接通過(guò)相鄰區(qū)域溫度加熱。位置A、B、C和D可用于注射添加劑。區(qū)域6可包含側(cè)向喂料機(jī)，以加入附加的固體或用于排氣。區(qū)域8按需要包含真空裝置以去除任何殘余的蒸氣。除非另外指明，在位置A處注入熔融蠟。蠟經(jīng)由膠罐熔融,并且經(jīng)由熱軟管供向雙螺桿。膠罐和供料軟管均加熱至高于蠟熔點(diǎn)的溫度(例如約80。。)。
[0077]在CT-25中使用兩類區(qū)域，傳輸和混合。在傳輸區(qū)域中，將材料加熱(如果需要的話，包括加熱至熔融，這在區(qū)域I傳輸?shù)絽^(qū)域2時(shí)完成)并且在低至中等剪切下沿著圓筒長(zhǎng)度傳輸?；旌喜糠职@著增加剪切和混合的特定元件?；旌喜糠值拈L(zhǎng)度和位置可按需要改變，以按需要提高或降低剪切。
[0078]使用兩類主要混合元件來(lái)剪切和混合。第一種是捏合塊，而第二種是熱機(jī)械能元件。簡(jiǎn)單混合螺桿具有10.6%的總螺桿長(zhǎng)度，使用由單組捏合塊組成的混合元件，然后使用逆轉(zhuǎn)元件。捏合元件為RKB45/5/12 (向右轉(zhuǎn)的正向捏合塊，45°偏置和五個(gè)葉片，12mm總元件長(zhǎng)度)，然后是兩個(gè)RKB45/5/36 (向右轉(zhuǎn)的正向捏合塊，45°偏置和五個(gè)葉片，36mm總元件長(zhǎng)度)，其后是兩個(gè)RKB45/5/12和逆轉(zhuǎn)元件24/12LH (向左轉(zhuǎn)的逆轉(zhuǎn)元件，24mm節(jié)距，12mm總元件長(zhǎng)度)。
[0079]簡(jiǎn)單混合螺桿混合元件位于區(qū)域7中。強(qiáng)力螺桿由共四個(gè)的附加混合部分組成。第一部分為一組捏合塊，其為RKB45/5/36單一元件(位于區(qū)域2)，然后是進(jìn)入?yún)^(qū)域3的傳輸元件，第二混合區(qū)域位于所述區(qū)域3內(nèi)。在第二混合區(qū)域中，兩個(gè)RKB45/5/36元件后直接是四個(gè)TME22.5/12 (熱機(jī)械元件，22.5齒/轉(zhuǎn)，并且總元件長(zhǎng)度為12mm)，然后是兩個(gè)進(jìn)入第三混合區(qū)域的傳輸元件。位于區(qū)域4末端進(jìn)入?yún)^(qū)域5的第三混合區(qū)域由三個(gè)RKB45/5/36和一個(gè)KB45/5/12LH (向左轉(zhuǎn)的正向逆轉(zhuǎn)塊，45°偏置和五個(gè)葉片，12mm總元件長(zhǎng)度)組成。材料傳輸通過(guò)區(qū)域6進(jìn)入最終混合區(qū)域，所述區(qū)域包括兩個(gè)TME22.5/12、七個(gè)RKB45/5/12，然后是SE24/12LH。SE24/12LH是逆轉(zhuǎn)元件，其能夠使最后混合區(qū)域完全填充有聚合物和添加劑，其中發(fā)生強(qiáng)力混合。逆轉(zhuǎn)元件可控制給定混合區(qū)域中的停留時(shí)間，并且是混合程度的關(guān)鍵促成因素。
[0080]高強(qiáng)度混合螺桿由三個(gè)混合部分組成。第一混合部分位于區(qū)域3中，并且為兩個(gè)RKB45/5/36，隨后是三個(gè)TME22.5/12，接著傳輸?shù)降诙旌喜糠种?。在第二混合部分之前，使用三個(gè)RSE16/16 (向右轉(zhuǎn)的傳輸元件，具有16mm節(jié)距和16mm總元件長(zhǎng)度)元件，以增加向第二混合區(qū)域的泵送。位于區(qū)域5中的第二混合區(qū)域由三個(gè)RKB45/5/36，隨后的KB45/5/12LH，以及接著的全逆轉(zhuǎn)元件SE24/12LH組成?；旌蠀^(qū)域前的SE16/16元件與兩個(gè)逆轉(zhuǎn)元件的組合，大大增強(qiáng)了剪切和混合。第三混合區(qū)域位于區(qū)域7中，并且由三個(gè)RKB45/5/12，隨后的兩個(gè)TME22.5.12，以及接著的另三個(gè)RKB45/5/12組成。逆轉(zhuǎn)元件SE24/12LH使第三混合區(qū)域完整。
[0081]另一種螺桿元件類型是逆轉(zhuǎn)元件，其可提高該螺桿部分的填充度，并且提供更好的混合。雙螺桿混合是成熟的領(lǐng)域。本領(lǐng)域技術(shù)人員可查閱書(shū)籍以進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕旌虾头稚ⅰ＿@些類型的螺桿擠出機(jī)是本領(lǐng)域熟知的，并且一般性的描述可見(jiàn)于:“Twin ScrewExtrusion2E:Technology and Principles，，(James WhiteiHansen Publications)。雖然給出了混合的具體例子，但是使用各種元件配置的許多不同組合是可行的，達(dá)到所需的混合度。[0082]組合物的性能
[0083]本文所公開(kāi)的組合物可具有一種或多種下列性能，提供優(yōu)于已知熱塑性組合物的優(yōu)點(diǎn)。這些有益效果可單獨(dú)存在或以組合形式存在。
[0084]剪切粘度降低:將蠟例如HSBO加入到熱塑性聚合物例如Basell PH-835中，降低了熱塑性聚合物(例如熔融HSBO蠟存在下的聚丙烯)的粘度。粘度降低是工藝改善，因?yàn)樗捎诰哂薪档偷墓に噳毫?較低的剪切粘度)而可允許更高的有效聚合物流動(dòng)速率，或可允許提高聚合物分子量，這改善了材料的強(qiáng)度。不存在蠟，可能不能在現(xiàn)有工藝條件下以適宜的方式具有高聚合物流量的聚合物。
[0085]可持續(xù)性內(nèi)容物:在現(xiàn)有聚合物體系中包含可持續(xù)性材料是強(qiáng)烈期望的特性?？稍谧匀簧L(zhǎng)循環(huán)中每年更替的材料有助于整體降低環(huán)境影響，并且是期望的。
[0086]染色:將顏料加入到聚合物中，通常涉及使用昂貴的無(wú)機(jī)化合物，所述化合物在聚合物基質(zhì)內(nèi)是顆粒。這些顆粒通常較大，并且可能影響所述組合物的加工。使用本文所公開(kāi)的蠟，由于精細(xì)分散體(由液滴尺寸測(cè)得)和在整個(gè)熱塑性聚合物中的均勻分布，允許經(jīng)由例如傳統(tǒng)油墨化合物來(lái)著色。大豆油墨廣泛用于紙材出版中，其不影響可加工性。
[0087]芳香劑:由于蠟例如HSBO可比基料熱塑性聚合物更加優(yōu)先包含香料，因此本發(fā)明的組合物可用于包含對(duì)最終用途有益的香味。許多香味蠟燭使用SBO基或石蠟基材料制得，因此將這些摻入到用于最終組合物的聚合物中是可用的。
[0088]表面感覺(jué):與沒(méi)有蠟的熱塑性聚合物組合物相比，蠟的存在可改變組合物的表面性能，使它感覺(jué)更柔軟。
[0089]形態(tài):有益效果經(jīng)由組合物制備中產(chǎn)生的形態(tài)遞送。所述形態(tài)由強(qiáng)力混合和快速結(jié)晶的組合產(chǎn)生。強(qiáng)力混合得自所用的混合方法，而快速結(jié)晶得自所用的冷卻方法。期望高強(qiáng)度混合，并且使用快速結(jié)晶以保持細(xì)小孔尺寸和相對(duì)均勻的孔徑分布。圖2示出BasellProfax PH-835中的HSB0，具有小于10 μ m，小于5 μ m，和小于Ιμπι的小孔尺寸。
[0090]制備模塑制品的方法
[0091]本文所公開(kāi)的組合物的模塑制品可采用多種技術(shù)制得，如注塑、吹塑、壓塑、或管道、管材、型材、或纜線的擠出。
[0092]本文所公開(kāi)的組合物的注塑是多步工藝，通過(guò)所述工藝將所述組合物加熱直至其熔融，然后用力使其進(jìn)入密閉的模具中，在模具中成形，最后通過(guò)冷卻固化。所述組合物在小于約180°C，更典型小于約160°C的熔融溫度下熔融加工，以使不可取的熱降解最小化。用于注塑的三種常見(jiàn)類型的設(shè)備是柱塞式注塑成型機(jī)、具有注射功能的螺桿壓塑機(jī)和往復(fù)螺桿式設(shè)備(參見(jiàn) “Encyclopedia of Polymer Science and Engineering” 第 8 卷第102-138 頁(yè)，John Wiley and Sons, New York, 1987 (“EPSE-3，，))。
[0093]柱塞式注塑機(jī)由滾筒、撒布機(jī)和柱塞構(gòu)成。柱塞將熔體推入模具中。具有第二級(jí)注射功能的螺桿壓塑機(jī)由壓塑機(jī)、定向閥、無(wú)撒布機(jī)的滾筒和柱塞組成。在通過(guò)螺桿塑煉后，柱塞將熔體推入模具中。往復(fù)螺桿式注塑機(jī)由圓筒和螺桿構(gòu)成。螺桿旋轉(zhuǎn)以使物料熔融并且混合，然后向前移動(dòng)將熔體推入模具中。
[0094]適宜注塑機(jī)的例子為Engel Tiebarless ES60TL設(shè)備，其具有模具、噴嘴和圓筒，所述圓筒被分為區(qū)域，其中每個(gè)區(qū)域配備有熱電偶和控溫單元。注塑機(jī)的區(qū)域可被描述為前區(qū)、中心區(qū)和后區(qū)，從而將粒料引入到處于受控溫度下的前區(qū)中。注塑機(jī)中噴嘴、模具和圓筒組件的溫度可根據(jù)組合物熔融加工溫度和所用的模具而變化，但通常在下列范圍內(nèi):噴嘴，120-170°C ;前區(qū)，100-160°C ;中心區(qū)，100-160°C ;后區(qū)，60_150°C ;以及模具，5-50°C。其它典型的加工條件包括約2100kPa至約13，790kPa的注射壓力，約2800kPa至約11，030kPa的保持壓力，約2秒至約15秒的保持時(shí)間,和約2cm/sec至約20cm/sec的注射速度。其它適宜注塑機(jī)的例子包括Van Dornl50-RS-8F型、Battenfeldl600型、和EngelES80 型。
[0095]壓塑涉及將一定量的本文所公開(kāi)的組合物裝入開(kāi)式模的下半部中。在壓力下，使模頭的上半部和下半部合在一起，從而熔融組合物與模頭的形狀一致。然后冷卻模具，以硬化塑料。
[0096]使用吹塑來(lái)生產(chǎn)瓶子和其它中空物件(參見(jiàn)EPSE-3)。在該工藝中，將稱為型坯的一管熔融組合物擠出到密閉的中空模具中。然后通氣使型坯膨脹，將組合物推擠緊靠在模具壁上。隨后冷卻使塑料硬化。然后打開(kāi)模具，并且取出制品。
[0097]吹塑具有許多優(yōu)于注塑的優(yōu)點(diǎn)。所用的壓力遠(yuǎn)低于注塑?？赏ǔＴ谒芰吓c模具表面之間25-100psi的壓 力下，實(shí)施吹塑。相比之下，注塑壓力可達(dá)到10，000至20，OOOpsi(參見(jiàn)EPSE-3)。在組合物具有的分子量過(guò)高以致不易流動(dòng)通過(guò)模具的情況下，選擇吹塑技術(shù)。高分子量的聚合物與低分子量的類似物相比，通常具有較好的性能，例如高分子量材料具有更好地環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂抗性。(參見(jiàn)EPSE-3)。使用吹塑有可能制造非常薄的產(chǎn)品外壁。這意味著所用的組合物更少，并且固化時(shí)間更短，導(dǎo)致通過(guò)節(jié)省材料而成本降低以及更高的生產(chǎn)能力。吹塑的另一個(gè)重要特征是，由于它僅使用一個(gè)母模，因此型坯噴嘴處擠出條件的微小變化可改變壁厚(參見(jiàn)EPSE-3)。這對(duì)于無(wú)法提前預(yù)計(jì)必需壁厚的結(jié)構(gòu)而言是有利的?？蓪?duì)具有若干厚度的制品進(jìn)行評(píng)價(jià)，然后可使用符合規(guī)格的最薄從而最輕且最便宜的制品。
[0098]采用擠出來(lái)形成擠出制品，如管道、管材、棒桿、纜線或型材。將組合物注入到加熱室中，并且通過(guò)連續(xù)回轉(zhuǎn)螺桿穿過(guò)所述室。單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)常用于塑料擠出。將組合物塑煉，并且通過(guò)管模頭輸送。牽引器牽拉著管子通過(guò)配有校準(zhǔn)模、真空罐校準(zhǔn)單元和冷卻單元的校準(zhǔn)和冷卻區(qū)域。將剛性管按長(zhǎng)度切割，而將柔性管卷繞?？稍谝徊焦に囍?，實(shí)施型材擠出。擠出工序進(jìn)一步描述于Hensen, F.的“Plastic Extrusion Technology”第43-100 頁(yè)中。
[0099]使用多種模塑或擠塑技術(shù)，將棉塞施用裝置模塑或擠塑成所期望的形狀或構(gòu)型，以提供包括外部管狀構(gòu)件和內(nèi)部管狀構(gòu)件或柱塞的施用裝置。外部管狀構(gòu)件和柱塞可通過(guò)不同的模塑或擠塑技術(shù)來(lái)制造。外部構(gòu)件可由本文所公開(kāi)的組合物模塑或擠塑而成，而柱塞可由另一種材料制成。
[0100]一般來(lái)講，制造棉塞施用裝置的方法涉及將本文所公開(kāi)的組合物裝入到混合器中，并且將所述組合物熔融混合并且加工成粒料。然后使用注塑設(shè)備，將粒料構(gòu)造成棉塞施用裝置。通常在受控的溫度、時(shí)間和速度下實(shí)施注塑方法，并且所述方法涉及熔融加工所述組合物，使得熔融的組合物注射到模具中，冷卻，并且模塑成所期望的塑性物件。作為另外一種選擇，可將所述組合物直接裝入到注塑設(shè)備中，并且熔融模塑成所期望的棉塞施用裝置。
[0101]制備棉塞施用裝置的方法的一個(gè)例子涉及在高于組合物熔融溫度的溫度下將組合物擠出形成桿狀物，將所述桿狀物切成粒料，并且將所述粒料注塑成所期望的棉塞施用裝置形式。
[0102]常用于熔融共混熱塑性組合物的混合器一般為單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)和捏合擠出機(jī)。適用于本文的可商購(gòu)獲得的擠出機(jī)的例子包括Black-Clawson單螺桿擠出機(jī)、Werner and Pfleiderer同步旋轉(zhuǎn)式雙螺桿擠出機(jī)、HAAKE.RTM.Polylab System反轉(zhuǎn)式雙螺桿擠出機(jī)、和Buss捏合擠出機(jī)。聚合物混合和擠塑的綜合論述公開(kāi)于“Encyclopedia ofPolymer Science and Engineering，，第 6 卷第 571-631 頁(yè)(1986)和第 11 卷第 262-285 頁(yè)(1988) (John Wiley and Sons, New York)中。
[0103]棉塞施用裝置可被包裝于任何適宜的包裝材料中，只要所述包裝材料耐臟并且與干廢料一起是一次性的。設(shè)想由可生物降解的材料制成的包裝材料，所述包裝材料的處理會(huì)產(chǎn)生最小或無(wú)環(huán)境問(wèn)題。還設(shè)想，棉塞施用裝置可被包裝于由紙、非織造物、纖維素、熱塑性塑料或任何其它適宜材料、或這些材料的組合制成的包裝材料中。
[0104]無(wú)論由何種方法制得模塑制品，所述過(guò)程涉及退火循環(huán)。退火循環(huán)時(shí)間是制造模塑制品過(guò)程中保持時(shí)間與冷卻時(shí)間之和。在對(duì)于具體模具基本上最優(yōu)化的工藝條件下，退火循環(huán)時(shí)間取決于組合物?；旧献顑?yōu)化的工藝條件是模塑設(shè)的區(qū)域、噴嘴和模具的溫度設(shè)定、射料量、注射壓力和保持壓力。本文提供的退火循環(huán)時(shí)間比由本文所公開(kāi)的組合物形成模塑或擠塑制品的退火循環(huán)時(shí)間短至少十秒。使用本文所提供的Engel TiebarlessES60TL注塑機(jī)制得的尺寸為1/2英寸長(zhǎng)(L) (12.7mm)X 1/8英寸寬(W) (3.175mm)X 1/16英寸高(H) (1.5875mm)的犬骨式拉力試棒，提供用于測(cè)定本文退火循環(huán)時(shí)間的模塑或擠塑制品的代表性標(biāo)準(zhǔn)制品。
[0105]保持時(shí)間為開(kāi)始材料注射后，部件在保持壓力下保持的時(shí)間長(zhǎng)度。結(jié)果是(視力為20-20且無(wú)視力缺陷的人的)肉眼從距模塑或擠塑制制品表面約20cm的距離觀察，外表面上(優(yōu)選外表面和內(nèi)表面上(如果適用的話))看不見(jiàn)明顯的氣泡和/或淺窩印記(優(yōu)選二者)。這是為了確保部件的精確和美觀品質(zhì)。模具設(shè)計(jì)考慮到收縮。然而，可能出現(xiàn)約1.5%至5%，約1.0%至2.5%，或1.2%至2.0%的收縮。通過(guò)縮短保持時(shí)間直至部件未通過(guò)上述視力測(cè)試、不符合模具的形狀和結(jié)構(gòu)、未完全充滿或顯示出過(guò)度的收縮，來(lái)確定更短的保持時(shí)間。然后，記錄出現(xiàn)此類情況時(shí)之前的時(shí)間，作為更短的保持時(shí)間。
[0106]冷卻時(shí)間為部件在模具中固化并且易于從模具中脫離時(shí)的時(shí)間。模具包括至少兩個(gè)部分，使得模塑制品易于取出。為了取出，在兩部分的分模線處將模具打開(kāi)。當(dāng)打開(kāi)模具時(shí)，可手動(dòng)從打開(kāi)的模具中取出成品模塑部件，或無(wú)需人的干預(yù)，通過(guò)推出器體系將其自動(dòng)推出。根椐部件幾何形狀，此類推出器可由嵌入模具中的銷或環(huán)組成，當(dāng)模具被打開(kāi)時(shí)，可向前推動(dòng)銷或環(huán)。例如，模具可包含標(biāo)準(zhǔn)刻盤(pán)式或機(jī)械桿式推出梢，以機(jī)械輔助推出模塑部件。適宜尺寸的桿式推出梢為1/8" (3.175_)等。通過(guò)縮短冷卻時(shí)間直至部件掛在模具上并且不易于脫模，來(lái)確定更短的冷卻時(shí)間。然后，記錄部件被掛起時(shí)之前的時(shí)間，作為更短的冷卻時(shí)間。[0107]所用加工溫度設(shè)置地足夠低，以避免組合物熱降解，然而又足夠高，以允許用于模塑的組合物自由流動(dòng)。在小于約180°C，或更典型小于約160°C的熔融溫度下熔融加工所述組合物，以使熱降解最小化。一般來(lái)講，當(dāng)聚合物熔融后處于高于降解溫度的溫度下一段時(shí)間時(shí)，聚合物可能熱降解。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員按照本公開(kāi)所理解的，造成熱降解所需的具體時(shí)間將取決于具體的組合物、高于熔體溫度(Tm)的時(shí)間、以及高于Tm的度數(shù)。溫度可盡可能的低，以允許聚合物熔體自由流動(dòng)，以使熱降解風(fēng)險(xiǎn)最小化。擠出期間，擠出機(jī)中的高剪切力使擠出機(jī)中的溫度增加，高于設(shè)定溫度。因此，設(shè)定溫度可低于材料的熔體溫度。低加工溫度還有助于縮短循環(huán)時(shí)間。例如，不受限制，注塑機(jī)的噴嘴和圓筒組件的設(shè)定溫度可根據(jù)聚合物材料的熔體加工溫度和所用模具的類型而變化，并且可從低于Tm約20°C至高于Tm約30°C，但通常在下列范圍內(nèi):噴嘴，120-170°C;前區(qū)，100-160°C;中心區(qū)，100-160°C;后區(qū)，60-160°C。注塑機(jī)的設(shè)定模具溫度還取決于組合物的類型和所用模具的類型。較高的模具溫度有助于聚合物更快地結(jié)晶，并且縮短循環(huán)時(shí)間。然而，如果模具溫度過(guò)高，則部件從模具中出來(lái)時(shí)可能變形。模具溫度的非限制性例子包括5-60°C或25-50V。
[0108]模塑注射速度取決于組合物的流速。流速越高，粘度越低，注塑所需的速度越低。注射速度可在約5cm/sec至20cm/sec的范圍內(nèi)，在一個(gè)實(shí)施例中，注射速度為10cm/sec。如果粘度高，則注射速度加快，使得擠出機(jī)壓力將熔體材料推入模具中以填充模具。注塑壓力取決于加工溫度和射料量。自由流動(dòng)取決于注塑壓力，讀數(shù)不高于約14Mpa。
[0109]實(shí)例
[0110]聚合物:此工作中所用的主要聚合物為聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)，但是可使用其它聚合物(參見(jiàn)例如美國(guó)專利6，783，854，其提供了可行的聚合物完備列表，然而不是所有均已被測(cè)試)。評(píng)定的具體聚合物為:
[0111].Basell Profax PH-835:由 Lyondell-Basell 制得，標(biāo)稱 35 溶體流動(dòng)速率的Ziegler-Natta全同立構(gòu)聚丙烯。
[0112]?Exxon Achieve3854:由 Exxon-Mobil Chemical 制得，標(biāo)稱 25 溶體流動(dòng)速率的茂
金屬全同立構(gòu)聚丙烯。
[0113].Total8650:由 Total Chemicals 制得，標(biāo)稱 10 溶體流動(dòng)速率的 Ziegler-Natta全同立構(gòu)乙烯無(wú)規(guī)共聚物聚丙烯。
[0114].Danimer27510:專用的多羥基鏈燒酸酯共聚物。
[0115].Dow Aspun6811A:由Dow Chemical制得,為27熔體指數(shù)的聚乙烯共聚物。
[0116].BASF Ultramid B27:由BASF制得，為低粘度聚酰胺_6樹(shù)脂。
[0117].Eastman9921:由Eastman Chemical制得，為具有標(biāo)稱O, 81特性粘度的聚酯對(duì)
苯二甲酸均聚物。
[0118].Natureworks Ingeo Biopolymer4032D:由 Natureworks 制得，為聚乳酸聚合物。
[0119]蠟:所用的具體實(shí)例為:氫化大豆油(HSBO);部分氫化大豆油(HSBO);部分氫化棕櫚仁油(PKPKO);基于商業(yè)級(jí)大豆油的具有顏料和芳香劑的蠟燭；標(biāo)準(zhǔn)綠色大豆綠油墨顏料。
[0120]使用Baker Perkins CT-25螺桿制備組合物,其中區(qū)域設(shè)置如表1中所示:
【權(quán)利要求】
1.一種包含組合物的模塑制品，所述組合物包含下列的均勻混合物: (a)熱塑性聚合物；和 (b)具有大于25°C熔點(diǎn)的蠟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塑制品，其中所述熱塑性聚合物包括聚烯烴、聚酯、聚酰胺、它們的共聚物、或它們的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塑制品，其中所述熱塑性聚合物選自聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯共聚物、聚乙烯共聚物、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、多羥基鏈烷酸酯、聚酰胺_6、聚酰胺_6，6、以及它們的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的模塑制品，其中所述熱塑性聚合物包括聚丙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的模塑制品，其中基于所述組合物的總重量計(jì)，所述臘構(gòu)成所述組合物的5重量％至40重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的模塑制品，其中所述蠟包括脂質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模塑制品，其中所述脂質(zhì)包括甘油單酯、甘油二酯、甘油三酯、脂肪酸、脂肪醇、酯化脂肪酸、環(huán)氧化脂質(zhì)、馬來(lái)酸化脂質(zhì)、氫化脂質(zhì)、衍生自脂質(zhì)的醇酸樹(shù)脂、蔗糖聚酯、或它們的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的模塑制品，其中所述蠟選自氫化大豆油、部分氫化大豆油、環(huán)氧化大豆油、馬來(lái)酸化大豆油、三硬脂酸甘油酯、三棕櫚酸甘油酯、1，2-二棕櫚酸油精、1，3-二棕櫚酸油精、1-棕櫚酸-3-硬脂酸-2-油精、1-棕櫚酸-2-硬脂酸-3-油精、2-棕櫚酸-1-硬脂酸-3-油精、1，2- 二棕櫚酸亞油精、1，2- 二硬脂酸-油精、1，3- 二硬脂酸-油精、三肉豆蘧酸甘油酯·、三月桂酸甘油酯、癸酸、己酸、辛酸、月桂酸、肉豆蘧酸、棕櫚酸、硬脂酸、以及它們的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的模塑制品，其中所述蠟分散于所述熱塑性聚合物中，使得所述蠟在所述熱塑性聚合物中具有小于10 μ m的液滴尺寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的模塑制品，其中所述液滴尺寸小于Iμ m。
【文檔編號(hào)】C08K5/101GK103547624SQ201280024478
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月20日
【發(fā)明者】W·M·阿倫, E·B·邦德, 野田勇夫 申請(qǐng)人:寶潔公司