優(yōu)先權(quán)聲明

本申請(qǐng)要求2014年10月1日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)系列第62/058,452號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的代理機(jī)構(gòu)案卷號(hào)為12014014，其內(nèi)容通過參考結(jié)合于此。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于聚合物材料的成核劑添加劑組合物，更具體地涉及成核劑添加劑組合物用于聚合物熔體組合物，以通過熔融成型工藝如注射成型藝生產(chǎn)聚合物制品。

發(fā)明背景

聚合物廣泛用于生產(chǎn)功能性和裝飾性制品。這些聚合物制品主要通過熔融成型工藝生產(chǎn)，如注射成型、擠出成型、擠出吹塑、壓延、熱成型或3d打印。

成核劑可用作包含熱塑性聚合物樹脂的聚合物熔體組合物的添加劑，通過前述熔融成型工藝制造聚合物制品。一般而言，在塑性熔體固化過程中，成核劑可用來在聚合物中誘導(dǎo)產(chǎn)生晶體結(jié)構(gòu)。不僅如此，成核劑能提高聚合物樹脂的結(jié)晶溫度(tc)和結(jié)晶速率(rc)。這種效果在經(jīng)濟(jì)上是有用的。如stuartfairgrieve在“nucleatingagents”(成核劑),raprareviewreports(拉普拉綜述報(bào)告),第16卷,第7期(2005)中所述，舉例來說，由于成核劑的使用，注射成型制品的生產(chǎn)速率有可能提高，因?yàn)閠c越高，冷卻模具的要求越低，并且rc越高，制品能夠越快地從模具取出。根據(jù)fairgrieve(2005)的揭示，在商業(yè)工藝中，添加“低含量”[fairgrieve(2005)將其一般性地表征為約0.01-1重量％]的專門為此目的挑選的某些添加劑，能夠影響聚合物結(jié)晶過程的成核。

能夠提高至少一些聚合物制品的生產(chǎn)速率的一類成核劑是飽和二羧酸鹽。這類化合物包括例如飽和二環(huán)二羧酸鹽，具體有二環(huán)[2.2.1]庚烷二羧酸二鈉，可以商標(biāo)hyperformhpn-68購(gòu)自美利肯公司(milliken&company)。例如，趙(zhao)等人的美國(guó)專利第6,465,551號(hào)和第6,534,574號(hào)公開了此類化合物。一般而言，飽和二羧酸鹽是設(shè)計(jì)用作諸如聚丙烯這樣的聚烯烴的成核劑。此外，飽和二羧酸鹽較為昂貴。因此，對(duì)于聚烯烴以外的聚合物材料，使用飽和二羧酸鹽可能在技術(shù)上不合適；或者對(duì)于低成本或日用品類型的聚合物材料如聚氯乙烯，使用飽和二羧酸鹽可能不合算。

其他類型的添加劑也可能稱作“成核劑”。然而，此類添加劑通常用于不同的目的，用來生產(chǎn)不同類型的產(chǎn)品，而不是上面所討論的成核劑通常用來生產(chǎn)的產(chǎn)品。也就是說，也可稱作“成核劑”的此類添加劑更準(zhǔn)確地說是在發(fā)泡或膨脹型塑料的生產(chǎn)中用作發(fā)泡劑和/或泡孔調(diào)節(jié)劑。在此情況中，所謂的“成核劑”是添加用于誘導(dǎo)和/或調(diào)解細(xì)小氣泡的形成，以提供所需的發(fā)泡。

例如，spicuzza,jr.等人的美國(guó)專利第4,048,208號(hào)公開了膨脹型聚苯乙烯片材可由包含成核劑體系的混合物制備，所述成核體系基于聚合物總重量的含量為0.01-5％，優(yōu)選0.05-3％。spicuzza所公開的發(fā)明中有用的成核體系包括二氧化碳、氮?dú)猓纸猱a(chǎn)生二氧化碳或氮?dú)獾幕衔?，以及反?yīng)產(chǎn)生二氧化碳或氮?dú)獾幕旌衔铮鐗A金屬或堿土金屬碳酸鹽與有機(jī)酸的混合物(例如碳酸氫鈉和檸檬酸)。一種示例性混合物包含0.2％碳酸氫鈉和0.2％檸檬酸，以及5.5％正戊烷、0.1％親水性氧化硅、0.1％氧化鎂和余量的擠出級(jí)可膨脹聚苯乙烯顆粒。該混合物用于生產(chǎn)擠出膨脹型片材產(chǎn)品，其據(jù)報(bào)道具有直徑通常在2-3密耳范圍內(nèi)的泡孔。

作為更多的例子，kretzschmann等人的美國(guó)專利第4,572,740號(hào)和第5,225,107號(hào)公開道：已知采用檸檬酸和碳酸氫鈉作為發(fā)泡劑或者作為所謂的“活性成核劑”，在發(fā)泡塑料的生產(chǎn)中用作調(diào)孔劑。美國(guó)專利第4,572,740號(hào)還公開了0.4％的由碳酸氫鈉和檸檬酸組成的標(biāo)準(zhǔn)市售發(fā)泡劑的使用，0.1-10％的某些檸檬酸酯作為發(fā)泡劑的使用，以及0.05-5.0％的某些檸檬酸酯作為成核劑的使用，它們均用于生產(chǎn)發(fā)泡塑料。美國(guó)專利第5,225,107號(hào)還公開了檸檬酸和碳酸氫鈉體系以0.4-1.0％的量添加時(shí)，在發(fā)泡塑料的生產(chǎn)中是有效的調(diào)孔劑；低至0.09％的檸檬酸單鈉和0.07％的碳酸氫鈉可與0.25％的滑石一起用來使直接加氣的熱塑性泡沫成核。

前面三篇專利文獻(xiàn)所公開的內(nèi)容均限于生產(chǎn)發(fā)泡塑料，未能提供以用于生產(chǎn)非發(fā)泡塑料為目的的成核劑。也就是說，這些專利沒有想到將成核劑用于在聚合物中誘發(fā)晶體結(jié)構(gòu)的目的，例如通過提高tc和rc，使通過熔融成型工藝如注射成型工藝制備的聚合物制品的生產(chǎn)速率能夠得到提供。

發(fā)明概述

因此，需要成本較低的成核劑添加劑組合物，這些組合物也能夠在塑料熔體固化期間在聚合物中誘發(fā)晶體結(jié)構(gòu)，從而有可能提高通過熔融成型工藝如注射成型工藝制備的聚合物制品的生產(chǎn)速率。對(duì)于由成本較低的或日用品型的聚合物材料如聚氯乙烯制備的聚合物制品，尤其存在這樣的需求。

本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面滿足了前述需求。

本發(fā)明一方面是一種成核劑添加劑組合物，其包含：(a)至少一種碳酸鹽或碳酸氫鹽；(b)至少一種有機(jī)酸或其鹽；以及(c)至少一種干燥劑。

本發(fā)明另一方面是一種聚合物熔體組合物，其包含聚合物材料和前述添加劑組合物。在聚合物熔體組合物中，添加劑組合物不使聚合物材料發(fā)泡。

本發(fā)明又一方面是由前述聚合物熔體組合物成型的聚合物制品。

本發(fā)明再一方面是一種制備聚合物制品的方法。所述方法包括以下步驟：(a)提供前述聚合物熔體組合物；以及(b)對(duì)聚合物熔體組合物成型，以提供聚合物制品。在該方法中，成型步驟的周期與基本上不含添加劑組合物的可比聚合物熔體組合物在相同工藝中的相同成型步驟的可比周期短至少約5％，在一些實(shí)施方式中短至少約10％，在其他實(shí)施方式中短至少約20％，在又一些實(shí)施方式中短至少約25％，在再一些實(shí)施方式中短至少約30％。

令人吃驚的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)添加劑組合物能夠在通過熔融成型工藝如注射成型工藝成型為聚合物制品的非發(fā)泡聚合物材料中誘發(fā)晶體結(jié)構(gòu)，甚至當(dāng)添加劑組合物中的碳酸鹽或碳酸氫鹽以非常低的含量存在于聚合物熔體組合物中時(shí)也是如此，如當(dāng)碳酸鹽或碳酸氫鹽以最低量存在于聚合物熔體組合物中時(shí)。誘發(fā)成核進(jìn)而能夠顯著改善聚合物制品的生產(chǎn)速率(例如成型步驟的周期)。不僅如此，通過改善生產(chǎn)速率，不僅能夠降低生產(chǎn)成本(例如減少能量需求)，而且能夠提高生產(chǎn)能力。生產(chǎn)能力的提高能夠縮短聚合物制品的熱歷程。熱歷程的縮短可能是有利的，因?yàn)榫酆衔锊牧系牧踊赡芷鹨蛴谌廴诔尚凸に囍斜仨毑捎玫募訜?。因此，生產(chǎn)能力的提高和熱歷程的縮短能夠得到這樣的聚合物制品，它們?cè)谌廴诔尚凸に囍薪?jīng)歷更少的劣化，因而能夠具有改善的物理性質(zhì)，并在暴露于氣候條件/紫外線輻射時(shí)具有改善的穩(wěn)定性。

通過參考以下實(shí)施方式，本發(fā)明的特征將變得顯而易見。結(jié)合本發(fā)明的前述各個(gè)方面所指出的特征存在各種細(xì)化方式。其他特征也可結(jié)合到本發(fā)明的前述各個(gè)方面中。這些細(xì)化方式和其他特征可單獨(dú)存在或以任何組合形式存在。例如，下面就本發(fā)明的任何所述方面所討論的各種特征可單獨(dú)地或以任何組合形式結(jié)合到本發(fā)明的任何所述方面中。

本發(fā)明的實(shí)施方式

在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種成核劑添加劑組合物，其包含：(a)至少一種碳酸鹽或碳酸氫鹽；(b)至少一種有機(jī)酸或其鹽；以及(c)至少一種干燥劑。

在其他實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種聚合物熔體組合物，其包含聚合物材料和前述添加劑組合物。

在又一些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及由前述聚合物熔體組合物成型的聚合物制品。

在再一些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及制備聚合物制品的方法。

本文描述了本發(fā)明的上述及其他實(shí)施方式的必要和可選的特征。

本文就特定組分所用的術(shù)語(yǔ)“基本上不含”是指不在組合物中故意加入該組分。

本文就任何聚合物材料所用的術(shù)語(yǔ)“發(fā)泡的”是指故意加入了一定濃度的一種或多種起泡劑或發(fā)泡劑的聚合物材料，所述濃度足以導(dǎo)致聚合物材料中形成泡孔，使得聚合物材料的密度相對(duì)于基本上不含相同起泡劑或發(fā)泡劑的相同聚合物材料的密度減小了。在一些實(shí)施方式中，發(fā)泡聚合物材料的密度是基本上不含相同起泡劑或發(fā)泡劑的相同聚合物材料的密度的至多99％，在其他實(shí)施方式中至多95％，在又一些實(shí)施方式中至多90％，在再一些實(shí)施方式中至多80％。

本文就特定組分所用的術(shù)語(yǔ)“以最低量存在”是指，在一些實(shí)施方式中，在組合物中故意加入少于0.5重量％的該組分；在其他實(shí)施方式中，在組合物中故意加入少于0.1重量％的該組分；在又一些實(shí)施方式中，在組合物中故意加入少于0.05重量％的該組分；在再一些實(shí)施方式中，在組合物中故意加入少于0.025重量％的該組分；在一些實(shí)施方式中，在組合物中故意加入至少0.005重量％的該組分；在其他實(shí)施方式中，在組合物中故意加入至少0.0075重量％的該組分；在又一些實(shí)施方式中，在組合物中故意加入至少0.009重量％的該組分；在再一些實(shí)施方式中，在組合物中故意加入至少0.01重量％的該組分。

本文所用的術(shù)語(yǔ)“成核”是指在塑料熔體的固化過程中，在聚合物材料內(nèi)誘生晶體結(jié)構(gòu)。術(shù)語(yǔ)“成核劑”是指促成根據(jù)前述定義的成核的物質(zhì)。本文所用的術(shù)語(yǔ)“成核”不是指在發(fā)泡塑料中誘導(dǎo)形成細(xì)小氣泡。

本文就任何聚合物材料所用的術(shù)語(yǔ)“硬的”是指這樣的聚合物材料，它在一些實(shí)施方式中包含少于20重量％的增塑劑，在其他實(shí)施方式中包含少于10重量％的增塑劑，并且用來形成基本上硬的或半硬的聚合物制品。

本文就任何聚合物材料所用的術(shù)語(yǔ)“非發(fā)泡的”是指未故意發(fā)泡的聚合物材料。

聚合物材料

本發(fā)明的添加劑組合物可用作一種或多種聚合物材料的成核劑。本發(fā)明的聚合物材料是非發(fā)泡的。

聚合物材料可包括能夠用來通過熔融成型工藝(包括但不限于注射成型、擠出成型、擠出吹塑、壓延、熱成型或3d打印)生產(chǎn)聚合物制品的任何熱塑性聚合物。

合適的熱塑性聚合物的非限制性例子包括聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚烯烴、聚苯乙烯、乙烯基聚合物和丙烯酸類聚合物，包括前述聚合物中任何聚合物的共聚物和摻混物。

在一些實(shí)施方式中，熱塑性聚合物是聚氯乙烯(pvc)、氯化pvc或其任意合金，如pvc/聚丙烯酸丁酯。

本文所用的術(shù)語(yǔ)“pvc”意在包括氯乙烯的均聚物和共聚物；即在其結(jié)構(gòu)中包含氯乙烯單元的乙烯基樹脂，例如氯乙烯與脂肪酸的乙烯基酯(特別是乙酸乙烯酯)的共聚物；氯乙烯與丙烯酸和甲基丙烯酸的酯以及與丙烯腈的共聚物；氯乙烯與二烯化合物和不飽和二羧酸或其酸酐的共聚物，如氯乙烯與馬來酸二乙酯、富馬酸二乙酯或馬來酸酐的共聚物；后氯化聚合物和氯乙烯共聚物；氯乙烯和偏二氯乙烯與不飽和醛、酮及其他物質(zhì)(如丙烯醛、巴豆醛、乙烯基甲基酮、乙烯基甲基醚、乙烯基異丁基醚等)的共聚物。

在一些實(shí)施方式中，聚合物材料是氯乙烯均聚物(即聚氯乙烯)。在又一些實(shí)施方式中，聚合物材料是硬pvc。

碳酸鹽或碳酸氫鹽

本發(fā)明的添加劑組合物包括碳酸鹽或碳酸氫鹽。

據(jù)信，在與聚合物熔體組合物中的聚合物材料結(jié)合的添加劑組合物中加入碳酸鹽或碳酸氫鹽能夠誘導(dǎo)成核(即在聚合物材料中誘生晶體結(jié)構(gòu))，使得通過熔融成型工藝如注射成型工藝由聚合物熔體組合物成型的聚合物制品的生產(chǎn)速率相對(duì)于由基本上不含添加劑組合物的聚合物熔體組合物成型的聚合物制品的生產(chǎn)速率能夠得到改善。令人吃驚的是，甚至當(dāng)碳酸鹽或碳酸氫鹽以非常低的含量存在于聚合物熔體組合物中時(shí)，例如當(dāng)碳酸鹽或碳酸氫鹽以最低量存在于聚合物熔體組合物中時(shí)，生產(chǎn)速率也能發(fā)生顯著改善。

適用于本發(fā)明的碳酸鹽或碳酸氫鹽可以是堿金屬或堿土金屬或銨的碳酸鹽或碳酸氫鹽。例如，可以采用鈉、鉀和鈣的碳酸鹽或碳酸氫鹽。

在一些實(shí)施方式中，碳酸鹽或碳酸氫鹽是碳酸氫鈉。

在另一些示例性實(shí)施方式中，碳酸鹽或碳酸氫鹽是經(jīng)過處理的碳酸鹽或碳酸氫鹽，如經(jīng)過處理的碳酸氫鈉。例如，碳酸鹽或碳酸氫鹽可用長(zhǎng)鏈(例如c12-c21)脂肪酸或其鹽處理，包括但不限于長(zhǎng)鏈脂肪酸的堿金屬和堿土金屬鹽，如鈉鹽、鉀鹽、鎂鹽或鈣鹽。

在一些實(shí)施方式中，碳酸鹽或碳酸氫鹽的平均粒度小于約4微米，例如在約2-4微米的范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施方式中，碳酸鹽或碳酸氫鹽以最小量存在于聚合物熔體組合物中。

有機(jī)酸或其鹽

本發(fā)明的添加劑組合物包含有機(jī)酸或其鹽。

有機(jī)酸或其鹽可包含在添加劑組合物中作為碳酸鹽或碳酸氫鹽的活化劑。

適用于本發(fā)明的有機(jī)酸包括固體有機(jī)酸，例如檸檬酸、草酸、琥珀酸、己二酸和鄰苯二甲酸。

合適的鹽包括例如前述酸的堿金屬鹽、堿土金屬鹽或銨鹽。鹽的非限制性例子包括檸檬酸單鈉鹽、檸檬酸鈣和檸檬酸單銨鹽。

在一些實(shí)施方式中，有機(jī)酸或其鹽是檸檬酸單鈉鹽。

在一些實(shí)施方式中，有機(jī)酸或其鹽以最小量存在于聚合物熔體組合物中。

干燥劑

本發(fā)明的添加劑組合物包括干燥劑。

據(jù)信，在添加劑組合物中加入干燥劑能夠幫助消除銀紋并改善通過熔融成型工藝如注射成型工藝制備的聚合物制品的表面美觀性。

干燥劑的非限制性例子包括硅酸鋁、硅膠、鋁硅酸鈉、硅酸鈣、硫酸鈣、硫酸鎂、氯化鈣、蒙脫土、分子篩、堿土金屬氧化物(如鈣或鎂的氧化物)、堿土金屬氯化物(如鈣或鎂的氯化物)、金屬硅烷(如四乙氧基硅烷或乙烯基硅烷)和氫化物(如氫化鈣和氫化鋰)。

在一些實(shí)施方式中，干燥劑是堿土金屬氧化物，如氧化鈣。

在一些實(shí)施方式中，干燥劑以最小量存在于聚合物熔體組合物中。

液體載劑

在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的添加劑組合物可以是分散體形式，可包含液體載劑。液體載劑是分散添加劑組合物中的其他組分以形成分散體的介質(zhì)。

液體載劑必須與聚合物材料相容。此外，液體載劑必須與添加劑組合物中的其他組分相容。

合適的液體載劑是非水性的，可衍生自石油(即礦物油)或植物基來源。合適的液體載劑的非限制性例子包括液態(tài)多元醇，如聚乙二醇、聚丙二醇、1,2-丙二醇(或丙二醇)、1,3-丙二醇、1,6-己二醇、甘油、二乙二醇、二丙二醇、1,2-丁二醇和1,4-丁二醇；礦物油；植物油；及其混合物。

在一些實(shí)施方式中，液體載劑是礦物油。

在其他實(shí)施方式中，液體載劑可以是硫醇烷基錫，如硫醇甲基錫或丁基硫醇。

表面活性劑

在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的添加劑組合物可以是分散體形式，可包含表面活性劑。表面活性劑起乳化劑作用，幫助添加劑組合物分散體保持膠體穩(wěn)定性。

任何適合用作乳化劑并為分散體提供所需膠體穩(wěn)定性的表面活性劑均可用在本發(fā)明中。例如，合適的表面活性劑可以是基于動(dòng)物、基于植物或基于聚合物的表面活性劑。此外，合適的表面活性劑可以是陰離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑、兩性表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑和非離子表面活性劑，可包括一種表面活性劑或者兩種或多種表面活性劑的組合。

分散體配制領(lǐng)域的技術(shù)人員無(wú)需過多實(shí)驗(yàn)，只需利用參考文獻(xiàn)如m.c.出版公司出版的《mccutcheon卷1：乳化劑和洗滌劑》(mccutcheon’svolume1:emulsifiersanddetergents)(北美和國(guó)際版，2014年年刊)即可選擇許多類型的表面活性劑加入本發(fā)明。

在一些實(shí)施方式中，表面活性劑是脂肪酸酯乙氧基化物，如聚氧乙烯(20)山梨醇酐三油酸酯。

填充劑

在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的添加劑組合物可包含填充劑。填充劑可用于增加添加劑組合物的體積密度和改善其流動(dòng)特性。

能夠?yàn)樘砑觿┙M合物提供所需流動(dòng)特性的任何填充劑均可用于本發(fā)明。微粒無(wú)機(jī)填充劑一般是適用的。

這樣的無(wú)機(jī)填充劑包括例如元素周期表中第i-viii族的金屬原子(例如fe,na,k,cu,mg,ca,zn,ba,al,ti)和硅，這些金屬元素的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽和亞硫酸鹽，以及含有這些化合物中的某些化合物的各種黏土礦物。

無(wú)機(jī)礦物填充劑的非限制性例子包括氧化鐵、氧化鋅、氧化鎂、氧化鈦、氧化鋯、二氧化鈦、氧化鋁、氧化硅、氧化硅-氧化鋁、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣、碳酸鎂、碳酸鈣(重質(zhì)、輕質(zhì)、膠體)、硫酸鋇、硫酸鈣、硫酸鈉、亞硫酸鈣、硅酸鈣、磷酸鈣、磷酸鎂、滑石、云母、高嶺土、黏土、硅灰石、水滑石、玻璃珠、玻璃粉、硅砂、硅巖、氮化硅、石英粉、火山浮石、硅藻土、白炭、鐵粉和鋁粉。

在一些實(shí)施方式中，填充劑是碳酸鈣、硫酸鈣或其混合物。

其他可選添加劑

在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的添加劑組合物可包含常規(guī)塑料添加劑，其含量足以獲得所需的加工性或性能。所述含量應(yīng)當(dāng)既不浪費(fèi)添加劑，也不對(duì)添加劑組合物或者包含添加劑組合物的聚合物熔體組合物的加工或性能造成傷害。熱塑性塑料配制和加工領(lǐng)域的技術(shù)人員無(wú)需過多實(shí)驗(yàn)，只需參考諸如來自“塑料設(shè)計(jì)庫(kù)”(plasticsdesignlibrary)(elsevier.com)的《塑料添加劑數(shù)據(jù)庫(kù)》(plasticsadditivesdatabase)(2004)這樣的專著即可選擇許多不同類型的添加劑加入本發(fā)明的添加劑組合物中。

可選添加劑的非限制性例子包括粘合促進(jìn)劑；抗氧化劑；殺生物劑(殺細(xì)菌劑、殺真菌劑和殺霉菌劑)；抗霧化劑；抗靜電劑；粘結(jié)劑；分散劑；煙霧抑制劑；可膨脹焦炭形成劑；抗沖擊改性劑；引發(fā)劑；潤(rùn)滑劑；顏料、著色劑和染料；油和增塑劑；加工助劑；其他聚合物；脫模劑；硅烷、鈦酸鹽(酯)和鋯酸鹽(酯)；滑爽和抗粘連劑；穩(wěn)定劑；硬脂酸鹽(酯)；增黏劑；紫外光吸收劑；黏度改性劑；石蠟；及其組合。

添加劑組合物中各成分的范圍

下面表1列出了本發(fā)明的添加劑組合物中各成分的可接受的、有利的和優(yōu)選的范圍，所述范圍基于添加劑組合物的總重量。

本發(fā)明的添加劑組合物可包含這些成分、基本上由這些成分組成或者由這些成分組成。這些范圍的端點(diǎn)之間的任何數(shù)值也視為一個(gè)范圍的端點(diǎn)，因而所有可能的組合均視為在表1的可能性之內(nèi)，作為用于本發(fā)明的化合物的實(shí)施方式。除非有明確相反的表述，任何公開值均意指僅該公開值、“約”該公開值或者僅該公開值和“約”該公開值。

上面表1中所示的組分的重量百分?jǐn)?shù)是基于添加劑組合物的總重量。各組分基于聚合物熔體組合物總重量的重量百分?jǐn)?shù)依賴于添加劑組合物進(jìn)入聚合物材料的聚合物樹脂中提供聚合物熔體組合物時(shí)的稀釋率或“減濃”率。合適的減濃率如下文所述。

加工

本發(fā)明的添加劑組合物的制備不復(fù)雜，該添加劑組合物可以是分散體形式。本發(fā)明的添加劑組合物可通過批量或連續(xù)操作制備。

批量或連續(xù)工藝中的混合通常分別發(fā)生在批料混合機(jī)或連續(xù)混合機(jī)中，在環(huán)境溫度下操作，同時(shí)或依次將固體成分加入液體?；旌纤俣瓤稍诩s1-10000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)、優(yōu)選約20-6000rpm的范圍內(nèi)?；旌蠙C(jī)的輸出物通常是可準(zhǔn)備儲(chǔ)存和使用的添加劑組合物。

后面的擠出或模塑技術(shù)是熱塑性塑料聚合物工程領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。不需要過多實(shí)驗(yàn)，利用參考文獻(xiàn)，如均由“塑料設(shè)計(jì)庫(kù)”(elsevier.com)出版的《擠出：限定性操作指南和手冊(cè)》(extrusion,thedefinitiveprocessingguideandhandbook)、《模塑部件收縮和翹曲手冊(cè)》(handbookofmoldedpartshrinkageandwarpage)、《專用模塑技術(shù)》(specializedmoldingtechniques)、《旋轉(zhuǎn)模塑技術(shù)》(rotationalmoldingtechnology)和《模具、工具和模頭修復(fù)焊接手冊(cè)》(handbookofmold,toolanddierepairwelding)，技術(shù)人員能夠利用本發(fā)明的添加劑組合物，將其混入聚合物樹脂和可選的其他成分，制備具有可想到的任何形狀和外觀的聚合物制品。

添加劑組合物進(jìn)入聚合物材料的聚合物樹脂以提供聚合物熔體組合物的稀釋率或減濃率范圍在一些實(shí)施方式中可為約0.1-1％，在其他實(shí)施方式中可為約0.15-0.5％，在又一些實(shí)施方式中可為約0.2-0.3％，目的是使由該聚合物熔體組合物成型的聚合物制品獲得所需的加工特性和所需的品質(zhì)。

本發(fā)明的實(shí)用性

本發(fā)明的添加劑組合物可用來制備任何所需的具有最終形狀的聚合物制品，其由熔融成型工藝如注射成型、擠出成型、擠出吹塑、壓延、熱成型或3d打印制成。

據(jù)信，在聚合物熔體組合物中與聚合物材料結(jié)合的本發(fā)明的添加劑組合物能夠誘導(dǎo)成核(即在聚合物材料中誘生晶體結(jié)構(gòu))，使得通過熔融成型工藝如注射成型工藝由聚合物熔體組合物成型的聚合物制品的生產(chǎn)速率(例如成型步驟的周期)相對(duì)于由基本上不含添加劑組合物的聚合物熔體組合物成型的聚合物制品的生產(chǎn)速率能夠得到改善。令人吃驚的是，甚至當(dāng)碳酸鹽或碳酸氫鹽以非常低的含量存在于聚合物熔體組合物中時(shí)，例如當(dāng)碳酸鹽或碳酸氫鹽以最低量存在于聚合物熔體組合物中時(shí)，生產(chǎn)速率也能發(fā)生顯著改善。

另外據(jù)信，通過改善生產(chǎn)速率，不僅能夠降低生產(chǎn)成本(例如減少能量需求)，而且增加生產(chǎn)能力。生產(chǎn)能力的提高能夠縮短聚合物制品的熱歷程。熱歷程的縮短可能是有利的，因?yàn)榫酆衔锊牧系牧踊赡芷鹨蛴谌廴诔尚凸に囍斜仨毑捎玫募訜?。因此，生產(chǎn)能力的提高和熱歷程的縮短能夠得到這樣的聚合物制品，它們?cè)谌廴诔尚凸に囍薪?jīng)歷更少的劣化，因而能夠具有改善的品質(zhì)，如改善的物理性質(zhì)和暴露于氣候條件/紫外線輻射時(shí)改善的穩(wěn)定性。

在一些實(shí)施方式中，用于制備聚合物制品的方法包括以下步驟：(a)提供根據(jù)任意前述實(shí)施方式的聚合物熔體組合物；以及(b)使聚合物熔體組合物成型，以提供聚合物制品。在這樣的方法中，成型步驟的周期與基本上不含添加劑組合物的可比聚合物熔體組合物在相同工藝中的相同成型步驟的可比周期短至少約5％，在一些實(shí)施方式中短至少約10％，在其他實(shí)施方式中短至少約20％，在又一些實(shí)施方式中短至少約25％，在再一些實(shí)施方式中短至少約30％。

另外據(jù)信，添加劑組合物特別能夠用作低成本或日用品類聚合物材料的成核劑，例如在硬pvc應(yīng)用中。

實(shí)施例

下面表2示出了本發(fā)明的非限制性示例的添加劑組合物的配方。

實(shí)施例1的添加劑組合物以約0.25％的比例減濃，加入硬pvc樹脂，以提供聚合物熔體組合物，通過注射成型使該聚合物熔體組合物形成硬pvc聚合物制品。

結(jié)果，基于聚合物熔體組合物的重量，僅有約0.0138重量％的碳酸鹽或碳酸氫鹽存在于聚合物熔體組合物中(即([5.52份碳酸鹽或碳酸氫鹽/100份添加劑組合物)x(0.25份添加劑組合物/100份聚合物熔體組合物)＝(0.0138份碳酸鹽或碳酸氫鹽)/100份聚合物熔體組合物)＝聚合物熔體組合物中0.0138重量％碳酸鹽或碳酸氫鹽]。

采用實(shí)施例1的添加劑組合物通過注射成型生產(chǎn)硬pvc聚合物制品，即使減濃率約為0.25％，使得聚合物熔體組合物中僅存在約0.0138重量％的碳酸鹽或碳酸氫鹽，也能觀察到其益處包括：顯著更快(即更短)的周期，減少的聚合物劣化，改善的產(chǎn)品品質(zhì)，改善的耐候和uv穩(wěn)定性，改善的流動(dòng)性/固有黏度，加工穩(wěn)定性，聚合物制品的尺寸穩(wěn)定性，更低的廢品率，顯著降低的加工溫度，降低的能量需求，降低的模塑部件溫度，以及改善的散熱。

無(wú)需過多實(shí)驗(yàn)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠利用包括實(shí)施例1在內(nèi)的本發(fā)明的書面描述，配制成核劑添加劑組合物，用于通過熔融成型工藝如注射成型工藝制備任何所需的具有最終形狀的聚合物制品，其具有改善的生產(chǎn)速率和改善的產(chǎn)品品質(zhì)。

實(shí)施例2-15

實(shí)施例2-15進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。表3顯示了實(shí)施例2和3的添加劑成分。每個(gè)配方通過先高速分散液體成分再慢慢加入干成分來制備。當(dāng)配方中的所有干組分在液體組分中“濕透”時(shí)，測(cè)量環(huán)境溫度，然后劇烈分散，直到對(duì)各成分的物理混合造成溫度上升約10°f(5.6℃)，引起剪切熱升高，反映了為提供可用的分散體而做的功的數(shù)量。

表4呈現(xiàn)了以各種減濃率(ldr)將實(shí)施例2-3與各種聚合物一起使用，采用各種類型的模塑設(shè)備。除使用cmg3000p控制器的實(shí)施例4外，在所有情況中，設(shè)備包括使用cmg3000p控制器、courtrta管組件、雙端口適配器板和不銹鋼噴嘴。報(bào)告了實(shí)施例4-15的結(jié)果，它們分別使用實(shí)施例2和3。

如實(shí)施例4-15的結(jié)果所示，實(shí)施例2和3非常適合在各種噸位的設(shè)備中與各種聚合物樹脂一起使用。在進(jìn)行過測(cè)量的情況中，模塑周期得到改善，并且既不影響模塑工藝，也不影響模塑部件。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠利用表4調(diào)整減濃率，在各種模塑條件下將本發(fā)明的添加劑與各種聚合物樹脂一起使用。

進(jìn)行了另一個(gè)系列的實(shí)驗(yàn)，其中用硫醇甲基錫代替實(shí)施例2和3中的礦物油，以相同的量用作液體載劑。當(dāng)以0.45％的減濃率與作為聚合物材料的pvc一起使用時(shí)，得到可接受的、可比的周期縮短結(jié)果。

本發(fā)明的實(shí)施方式中所引用的所有文件均在相關(guān)部分通過參考結(jié)合于本文中；對(duì)任何文件的引用均不應(yīng)理解為承認(rèn)其為相對(duì)于本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。

雖然已經(jīng)解釋和描述了本發(fā)明的特定實(shí)施方式，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以作出其他各種改變和改進(jìn)。因此，所附權(quán)利要求書意在涵蓋落在本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這樣的改變和改進(jìn)。