添加劑組合物和其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及添加劑組合物和用于制備成核聚合物組合物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在本領(lǐng)域中已知若干種用于熱塑性聚合物的成核劑。這些成核劑通常通過在熱塑 性聚合物從熔融狀態(tài)凝固時在該熱塑性聚合物中形成核或者提供用于晶體形成和/或生 長的位點來發(fā)揮作用。成核劑所提供的核或位點使得晶體可在冷卻聚合物中與晶體在原始 的、未成核的熱塑性聚合物中形成的情況相比在更高的溫度下且/或以更快的速率形成。 然后這些效果使得可在比原始的、未成核的熱塑性聚合物更短的周期時間內(nèi)處理成核的熱 塑性聚合物組合物。成核劑也可用于與原始的、未成核的熱塑性聚合物相比改善熱塑性聚 合物的物理性質(zhì)（例如，撓曲模量或光學透明度）。
[0003] 盡管存在與在熱塑性塑料中使用成核劑相關(guān)的許多益處，但也存在與它們的使用 相關(guān)的一些困難。例如，許多成核劑是不溶性物質(zhì)，其需要均勻地分散在聚合物中以使聚合 物有效地成核。然而，使用在聚合物制備過程中可利用的設(shè)備將成核劑充分分散在聚合物 中是困難的。例如，許多聚合物制備操作在其擠出過程中不具有可以將粉末狀成核劑充分 分散在所制備的聚合物中的分散性混合能力。因此，樹脂制造商已靠使用母料組合物來摻 入成核劑，如下文所論述的，這是昂貴且復(fù)雜的步驟。
[0004] 因此，仍然需要用于在聚合物的制備期間將成核劑摻入聚合物中的改進方法以及 適合用于這種方法中的添加劑組合物。認為本文所述的方法和添加劑組合物滿足了所述需 要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 在第一系列的實施方案中，本發(fā)明提供適合用于使聚合物或聚合物組合物成核中 的添加劑組合物。所述添加劑組合物通常包含蠟和成核劑。
[0006] 在第二系列的實施方案中，概括地說，本發(fā)明提供用于將成核劑摻入聚烯烴聚合 物中以制備成核聚合物的方法。對所述方法進行設(shè)計以便于在聚合物制備過程中將成核劑 摻入聚合物中。將成核劑作為包含蠟和成核劑的添加劑組合物的一部分摻入聚烯烴聚合 物中。盡管不希望受任何特定理論的約束，但認為使用這種添加劑組合物可使得成核劑均 勻地分散在聚合物中。所述添加劑組合物也提供靈活性，只要所述添加劑組合物可以固體 (例如，丸片（pellet)、球粒（prill)、顆粒等）或恪融液體的形式供給到所述方法中。
[0007] 在所述方法的具體實施方案中，所述方法包括以下步驟：（a)提供反應(yīng)器；(b)提 供包含蠟和成核劑的添加劑組合物；（c)提供擠出機；（d)使包含烯烴單體和氫氣的反應(yīng)物 混合物在所述反應(yīng)器中反應(yīng)以制備聚烯烴聚合物；(e)收集和回收通過所述反應(yīng)制備的所 述聚烯烴聚合物；（f)將所述聚烯烴聚合物輸送到所述擠出機；（g)將所述添加劑組合物輸 送到所述擠出機；以及（h)擠出所述聚烯烴聚合物和所述添加劑組合物以制備成核聚合物 組合物。
【具體實施方式】
[0008] 如上所述，本發(fā)明提供添加劑組合物。所述添加劑組合物適合用于使聚合物（例 如，聚烯烴聚合物如聚乙烯聚合物）或聚合物組合物（例如，包含聚烯烴聚合物的組合物如 熱塑性彈性體）成核。所述添加劑組合物通常包含蠟和成核劑。
[0009] 添加劑組合物的蠟可以是任何合適的蠟。合適的蠟包括但不限于選自動物蠟、植 物蠟、石蠟、微晶蠟、聚烯烴蠟、費托合成蠟（Fischer-Tropsch wax)和其混合物的那些。用 于添加劑組合物的合適的蠟的選擇可受向其中加入添加劑組合物的聚合物和/或聚合物 組合物的性質(zhì)影響。例如，蠟的熔點優(yōu)選小于或等于目標聚合物組合物中待成核的聚合物 或目標聚合物的熔點。這將確保蠟在處理期間熔融以產(chǎn)生熔融液體，其可以與目標聚合物 充分且均勻地混合，進而將成核劑充分且均勻地分散在聚合物中。因此，用于添加劑組合物 的合適的蠟的選擇可以--至少部分--取決于成核的特定聚合物和該聚合物的熔點。此 外，合適的蠟的選擇也可以取決于聚合物的預(yù)期應(yīng)用。例如，如果聚合物打算用于食品接觸 應(yīng)用，則蠟優(yōu)選是公認對于用于此類食品接觸應(yīng)用而言安全的蠟。
[0010] 在一些情況下，認為優(yōu)選使用化學組成與成核的聚合物類似的蠟。盡管不希望受 任何特定理論的約束，但認為使用所述蠟將最小化由引入蠟所引起的聚合物性質(zhì)的任何變 化。換句話說，當蠟具有與聚合物類似的化學組成時，認為其基本上類似于已經(jīng)存在于聚合 物中的低分子量部分。因此，認為引入蠟會對聚合物的性質(zhì)具有最小影響。因此，在打算用 于使聚烯烴組合物成核中的添加劑組合物的優(yōu)選實施方案中，添加劑組合物的蠟選自聚烯 烴蠟。更特別地，蠟優(yōu)選為選自相同類型的成核聚烯烴的聚烯烴蠟。因此，如果使聚乙烯聚 合物成核，則蠟優(yōu)選選自聚乙烯蠟。此外，申請人認為，選擇用與用于制備聚烯烴聚合物的 催化劑體系類似的催化劑體系制備的聚烯烴蠟是合適的。因此，如果聚烯烴聚合物是用齊 格勒-納塔催化劑制備的聚乙烯，則蠟可以是用齊格勒-納塔催化劑制備的聚乙烯蠟。
[0011] 蠟可以任何合適的量存在于添加劑組合物中。優(yōu)選地，蠟以基于添加劑組合物的 總重量約60重量％或更多的量存在于添加劑組合物中。更優(yōu)選地，蠟可以基于添加劑組合 物的總重量約65重量％或更多、約70重量％或更多或者約75重量％或更多的量存在于添 加劑組合物中。
[0012] 添加劑組合物的成核劑可以是任何合適的成核劑。術(shù)語"成核劑"在本文中用于 指在熱塑性聚合物從熔融狀態(tài)凝固時在該熱塑性聚合物中形成核或者提供用于晶體形成 和/或生長的位點的物質(zhì)。成核劑可以是可溶性成核劑或不溶性成核劑。術(shù)語"可溶性 成核劑"是指會在熔融聚合物中溶解的成核劑，并且術(shù)語"不溶性成核劑"是指不會在熔 融聚合物中溶解的成核劑。合適的可溶性成核劑包括但不限于為多元醇與芳族醛的縮合 產(chǎn)物的縮醛化合物。合適的多元醇包括無環(huán)多元醇例如木糖醇和山梨糖醇，以及無環(huán)脫氧 多兀醇（例如，1， 2, 3_二脫氧壬醇（1，2, 3_trideoxynonitol)或1，2, 3_二脫氧壬-1-條 醇（l，2,3-trideoxynon-1-enitol))。合適的芳族醛通常含有單個醛基，并且芳環(huán)上的其 余位置或未被取代或被取代。因此，合適的芳族醛包括苯甲醛和被取代的苯甲醛（例如， 3, 4-二甲基-苯甲醛或4-丙基-苯甲醛）。通過上述反應(yīng)制備的縮醛化合物可以是單縮 醛、二縮醛或三縮醛化合物（即，分別含有1個、2個或3個縮醛基團的化合物），其中優(yōu)選 二縮醛化合物。合適的基于縮醛的成核劑包括但不限于在美國專利第5, 049, 605號；第 7, 157, 510號；第7, 262, 236號；以及第7, 662, 978號中公開的澄清劑，所述專利的全部公 開內(nèi)容通過援引加入的方式納入本文。合適的可溶性成核劑還包括三酰胺成核劑，例如 苯-1，3, 5-三羧酸的酰胺衍生物、N-(3, 5-雙-甲?；被?苯基）-甲酰胺的衍生物（例 如，N-[3, 5-雙-(2,