具有改進的熔體流動性的熱塑性組合物的製作方法

2023-04-24 12:16:56 1

專利名稱：具有改進的熔體流動性的熱塑性組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及聚合物組合物領域，具體地涉及含聚酯的熱塑性組合物。所述組合物具有改進的熔體流動性、良好的熱穩定性及機械性能。本發明還涉及所述熱塑性組合物的製備方法和應用。
背景技術：
聚酯是在其主鏈中含有酯官能團的一類聚合物。最為人熟知的聚酯是聚對苯二甲酸亞烷基二酯類，包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。聚酯常應用於各種產品諸如纖維製品、包裝膜、擠塑製品或元件。針對具體的應用通常是按所期望的化學性質、物理性質和機械性能來選擇聚酯或聚酯混合物。但是，目前的工業趨勢是高速加工所述材料並且生產複雜且具有細小橫截面積之精細元件。因此，聚酯的流動性成為與加工性相關的重要因素。若所選擇的聚酯或其混合物具有高於所需的熔體粘度，一種辦法是提高加工溫度以降低熔體粘度。可惜較高的加工溫度常導致較多的聚合物降解。已知加入熔體流動促進劑(或熔體降粘劑)可降低聚酯組合物的熔體粘度。已報告低分子量的流動促進劑如多元醇類是對聚酯有效的熔體流動促進劑，然而多元醇類的使用也帶來特別的挑戰。由於聚酯傾向於和羥基發生酯交換反應，這會致使聚酯的分子量降低並可能伴隨機械性能的不利變化。日本專利公開第JP10-310690號揭示了在聚對苯二甲酸丁二醇酯中使用0.的季戊四醇、1，1，1_三(羥甲基)乙烷或1，1，1_三(羥甲基)丙烷來促進熔體流動性。其中未揭示這些促進流動的添加劑對基體樹脂的其它性質的影響以及所述配方中其它成分的影響。PCT專利公開第W02006/050858號描述了通過使用的超支化的共聚碳酸酯來降低聚對苯二甲酸丁二醇酯組合物的熔體粘度並保持機械性能。美國專利公開第US2009/0192266號描述了聚對苯二甲酸丙二醇酯組合物可以先與0. 005% -1%的成核劑混合產生第一種混合物，然後該混合物與3% -15%的乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物混合來產生第二種混合物，所述第二種混合物的熔體粘度比第一種混合物的熔體粘度降低至少10%，並且其數均分子量至少是第一種混合物的75%。但是，這些共聚物的用量高，原材料頗為昂貴並且製備過程複雜。衍生自含羥基的烯鍵不飽和單體例如丙烯酸羥基烷基酯或甲基丙烯酸羥基烷基酯的均聚物或共聚物，作為生物相容的聚丙烯酸酯或合成水凝膠是已知的。例如，聚(甲基丙烯酸2-羥基乙酯)已被廣泛地用於軟性隱型眼鏡，或者作為親水性醫用壓敏粘合劑用於醫療器械。美國專利第US5，391，620號描述了將包含帶有羥基官能團的甲基丙烯酸酯等的共聚物用作塗料的流變改性劑(即增稠劑)來減少塗刷過的垂直表面上的溢流。美國專利第US6，319，576號描述了將有效量的多官能團的成核劑用於聚酯。在6 個實施例中，與0.4%的聚(甲基丙烯酸羥基乙酯)混合的PET顯著地呈現出高於不含所述成核劑的組合物的結晶溫度(Tc)，這表明了所述成核劑加速結晶的有效性。本發明提供使用聚合物型流動促進劑的新方法，所述流動促進劑容易製備並且比超支化的共聚碳酸酯或乙烯-丙烯酸酯共聚物更便宜。而且，包含有效量的所述聚合物型流動促進劑的聚酯組合物不僅具有高流動性同時保持其機械性能和熱穩定性。

發明內容
本發明涉及熱塑性組合物，其包含混合物、其基本上由混合物組成，或者其由混合物製得，所述混合物包含約99. 99重量％至約95. 00重量％的聚酯，和約0. 01重量％至約5. 00重量％的含羥基的均聚物，所述含羥基的均聚物是由含羥基的烯鍵不飽和單體經聚合而得，其中所述重量％是基於所述熱塑性組合物的總重量； 並且條件是當所述聚酯是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)時，則所述含羥基的烯鍵不飽和單體不是甲基丙烯酸2-羥基乙酯。在一個實施方案中，在本發明的熱塑性組合物中，所述聚酯選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯及其混合物。在一個實施方案中，在本發明的熱塑性組合物中，所述聚酯是聚對苯二甲酸丙二醇酯均聚物或聚對苯二甲酸丙二醇酯共聚物，其包含70重量％或更多的聚對苯二甲酸丙
二醇酯。在一個實施方案中，在本發明的熱塑性組合物中，所述含羥基的烯鍵不飽和單體具有式CH2 = C (R1) CO2R2,其中R1是H或C1-C6烷基，並且R2是被至少一個羥基取代的C1-C8焼基。在一個實施方案中，在本發明的熱塑性組合物中，所述含羥基的烯鍵不飽和單體具有式CH2 = C (R1)CO2R2,其中R1是H、甲基或乙基，並且R2是被至少一個羥基取代的C1-C4焼基。在一個實施方案中，在本發明的熱塑性組合物中，所述含羥基的烯鍵不飽和單體是丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸3-羥基丙酯、丙烯酸4-羥基丁酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸3-羥基丙酯、或甲基丙烯酸4-羥基丁酯。在一個實施方案中，本發明的熱塑性組合物還包含至少一種添加劑，所述添加劑選自抗氧化劑、熱穩定劑、紫外光穩定劑、包括染料和顏料在內的著色劑、潤滑劑、抗水解齊U、脫模劑、和阻燃劑。本發明還涉及模塑製品，其包含上述組合物、基本上由上述組合物組成，或者由上述組合物製得。本發明還涉及所述模塑製品作為電學和電子器材元件、汽車元件、機器元件及設備外殼等的用途。本發明還涉及纖維基材，其包含上述組合物、基本上由上述組合物組成，或者由上述組合物製得。在一個實施方案中，本發明的纖維基材是纖維、紗線、織物或地毯。本發明還提供了改進聚酯組合物的流動性的方法，其包括將99. 99重量％至 95. 00重量％的聚酯與0. 01重量％至5. 00重量％的含羥基的均聚物混合，所述含羥基的均聚物由含羥基的烯鍵不飽和單體經聚合而得，其中所述重量％是基於所述熱塑性組合物的總重量。
參考以下說明、實施例及隨附的權利要求書，本發明的各種其它特徵、考量和優點
會變得更清楚明白。
具體實施例方式除非另外指明，將本文提及的所有出版物、專利申請、專利及其它參考文獻以引用的方式明確地全文納入本文，如同完全詳述一般。除非另外定義，本文使用的所有技術和科學術語具有與本發明所屬領域技術人員通常理解的相同的含義。若存在矛盾，則以包括定義在內的本說明書為主。除非另外說明，所有的百分比、份數、比值等均是按重量計。本文使用的術語「由…製成」與「包含」同義。本文使用的術語「包含」、「包括」、 「含有」、「具有」或其任何其它變體，意在涵蓋非排他性包括。例如，包括一系列要素的組合物、工藝、方法、製品或裝置不一定僅限於那些要素，而是可以包括未明確列舉的其它要素， 或者如此的組合物、工藝、方法、製品或裝置所固有的其它要素。術語「由…組成」不包括任何未指明的要素、步驟或成分。若在權利要求中，此類術語意指所述權利要求不包括除了所列舉的那些之外的材料，但是包括通常與其相關的雜質。當術語「由…組成」出現在權利要求主體的從句中，而不是緊隨前序部分，則它僅限制該從句中列舉的要素；其它要素作為整體則不被排除在所述權利要求之外。術語「基本上由…組成」用來限定這樣的組合物、方法或裝置，其除了包括字面上所述的那些之外，還包括其它材料、步驟、特徵、組分或要素，條件是這些其它材料、步驟、特徵、組分或要素對請求保護的發明的基本的和新穎的特徵不產生實質性的影響。術語「基本上由…組成」所涵蓋的範圍介於「包括」和「由…組成」之間。術語「包含」意在包括由術語「基本上由…組成」和「由…組成」所涵蓋的實施方案。相似地，術語「基本上由…組成」意在包括由術語「由…組成」所涵蓋的實施方案。當含量、濃度或其它數值或參數以值域、優選的值域或者一系列較大優選值和較小優選值的形式給出時，這應理解為，具體地公開了由任何一對數值(由任何上限或較大優選值與任何下限或較小優選值組成)形成的所有值域，無論值域是否單獨公開。例如，當列舉值域「1至5」時，所述值域應理解為包括值域「1至4」、「1至3」、「1-2」、「1-2&4-5」、 「1-3&5」等。除非另外說明，本文中列舉數值域之處，所述值域意在包括其端點值，以及該值域內的所有整數和分數。當術語「約」用於描述數值或值域的端點值時，該公開應理解為包括所指的具體值或端點值。此外，除非明確地相反的陳述，「或者(或)」是指包含性的「或者(或)」，而非排除性的「或者(或)」。例如，以下任一項滿足條件A 「或」 B:A是真(或存在)並且B是假 (或不存在)，A是假(或不存在)並且B是真(或存在)，以及A和B均為真(或存在)。此外，本發明的要素或成分之前的不定冠詞「一」和「一種」意指就所述要素或成分的實例(即存在)數量而言是非限制性的。因此「一個」或「一」應理解為包括一個或至少一個，並且所述要素或成分的單數形式還包括其複數，除非其數量明顯地應為單數。在本發明的說明書和/或權利要求書中，術語「均聚物」是指由一種單體聚合而得的聚合物；「共聚物」是指由兩種或多種單體聚合而得的聚合物。此類共聚物包括二元共聚物、三元共聚物或多元共聚物。在描述某些聚合物時，應理解有時申請人通過用於製備聚合物的單體或用於製備聚合物的單體的數量來表示聚合物。而如此描述可能不包括用於描述最終聚合物的具體命名，或者可能沒有「由…方法製得的產品，，這樣的限定，任何此類單體及數量的表述應解釋為意指所述聚合物包含那些單體(即那些單體的共聚單元)或者所述量的所述單體，以及其相應的聚合物和組合物。在上述內容中，術語「烷基」單獨使用或者用於複合詞如「羥基烷基」中，包括直鏈的或支鏈的烷基，例如，甲基、乙基、正丙基、異丙基、或不同的丁基、戊基或己基異構體。「羥基烷基」表示至少有一個羥基取代的烷基基團。取代基團中的碳原子總數由「Ci-Cj」前綴表示，其中i和j是1-8的整數。本文的材料、方法和實施例僅是示例性的，並且除非特別說明，不應理解為限制性的。本文僅描述了適合的方法和材料，雖然在實施或測試本發明時可以使用與本文所述的那些相似或等效的方法和材料。本發明詳述如下。MM根據本發明，所述聚酯包括由醇和二羧酸(包括其酯在內)經酯化或酯交換反應而得的任何縮聚產物。所述醇的實例包括具有2至約10個碳原子的二醇，例如乙二醇、1，2-丙二醇、1， 3-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、二甘醇、三甘醇、 聚乙二醇、1，2_環己烷二甲醇、1，3_環己烷二甲醇和1，4_環己烷二甲醇，以及較長鏈的二醇和多元醇(例如聚(四亞甲基醚)二醇，它們是二醇或多元醇與烯氧化物的反應產物)， 或者其兩種或多種的組合。所述二羧酸的實例包括對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、2，6_萘二甲酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、1，4_環己烷二羧酸、1，3-環己烷二羧酸、1， 12-十二烷二酸、以及其衍生物如這些二羧酸的二甲酯、二乙酯、二丙酯，或其兩種或多種的組合。所述聚酯可以是均聚物或共聚物。當使用所述共聚物時，構成所述共聚物的共聚用二羧酸成分可以是芳香族二羧酸如對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、2，6_萘二甲酸；脂肪族二羧酸如己二酸、壬二酸、癸二酸和1，12-十二烷二酸。所述二醇成分的實例包括脂肪族二醇如乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、新戊二醇和1，6-己二醇；和脂環族二醇如1，4_環己烷二甲醇。這些化合物可以單獨地使用，或者以兩種或多種化合物的混合物形式使用。根據本發明，用於所述熱塑性組合物的優選的聚酯之一選自聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及其混合物。PET是由乙二醇和對苯二甲酸(或對苯二甲酸二甲酯)經縮聚(或酯交換)製得的聚酯。所述PET可以是PET均聚物或共聚物，其優選地包含70重量％或更多的聚對苯二甲酸乙二酯，或其混合物。這些可以用至多30重量％的由其它二醇或二酸製得的聚酯來改性。優選的聚酯是PET均聚物。值得注意的是，在本發明的熱塑性組合物中，當所述聚酯是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)時，則所述含羥基的烯鍵不飽和單體不是甲基丙烯酸2-羥基乙酯。PTT是可以由1，3_丙二醇和對苯二甲酸(或對苯二甲酸二甲酯)經縮聚(或酯交換)製得的聚酯。用於製備所述PTT的1，3-丙二醇優選地從可再生來源通過生物化學方法獲得(「經生物方法而得」的1，3-丙二醇)。所述PTT可以是均聚物或共聚物，其優選地包含70重量％或更多的PTT，或其混合物。這些可以用至多30重量％的由其它二醇或二酸製得的聚酯來改性。根據本發明，用於所述熱塑性組合物的優選的聚酯之一選自PTT均聚物或PTT共聚物，其包含70重量％或更多的PTT。更優選的聚酯是PTT均聚物。PBT是可以由1，4-丁二醇和對苯二甲酸(或對苯二甲酸二甲酯)經縮聚(或酯交換)製備的聚酯。所述PBT可以是均聚物或共聚物，其優選地包含70重量％或更多的ΡΒΤ， 或其混合物。這些可以用至多30重量％的由其它二醇或二酸製得的聚酯來改性。優選的聚酯是PBT均聚物。由於聚酯及其製備方法對本領域技術人員而言是公知的，本申請對此不予贅述。特性粘度(IV)是衡量聚合物的分子量的方式。特性粘度通常隨著聚合物分子量增加而增大，但是也取決於聚合物的類型、其形狀或構象以及其測定所用的溶劑。用於本發明的聚酯的特性粘度不受特別限制，只要所述樹脂可以被熔融揉合。但是鑑於模塑性和/或可紡性，本發明的聚酯組合物的特性粘度為至少約0. 5dL/g，優選地為至少約0. 7dL/g，更優選地為至少約0. 9dL/g，而且最優選地為至少約1. OdL/g。本發明的聚酯組合物的特性粘度優選至多約2. OdL/g，更優選至多約1. 5dL/g，最優選至多約1. 2dL/g。在一個實施方案中，在本發明的熱塑性組合物中，所述聚酯是PET且其特性粘度為約0. 5-1. OdL/g。在另一個實施方案中，在本發明的熱塑性組合物中，所述聚酯是PTT且其特性粘度為約0. 8-1. 5dL/g。在一個實施方案中，在本發明的熱塑性組合物中，所述聚酯是PBT且其特性粘度為約0. 8-2. OdL/g。適合的聚酯可以選自商業品牌例如BASF的Petra PET.Ultradur PBT, DuPont的 Rynite PET Corona PTT>Crastin PBT，Invista 的 Polyclear PET,以及 SK Chemicals 的SKYPET 、Toray Industries, Inc 的Toraycon PBT。用於本發明的組合物中的聚酯的量為所述組合物總重量的約95. 00重量％至約 99. 99重量％，更優選地為所述組合物總重量的約97. 00重量％至約99. 95重量％，最優選地為所述組合物總重量的約99. 00重量％至約99. 90重量％。熔體流動促進劑在本發明的熱塑性組合物中用作熔體流動促進劑的含羥基的均聚物是由含羥基的烯鍵不飽和單體經聚合而得。含羥基的烯鍵不飽和單體的實例是丙烯酸羥基烷基酯，例如，丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸2-羥基異丙酯、丙烯酸3-羥基丙酯、丙烯酸2，3- 二羥基丙酯、丙烯酸4-羥基丁酯、丙烯酸羥基己酯、丙烯酸羥基辛酯；甲基丙烯酸羥基烷基酯，例如， 甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸3-羥基丙酯、甲基丙烯酸 2，3- 二羥基丙酯、甲基丙烯酸4-羥基丁酯、甲基丙烯酸羥基己酯、甲基丙烯酸羥基辛酯；乙基丙烯酸羥基烷基酯，例如，乙基丙烯酸2-羥基乙酯、乙基丙烯酸3-羥基-2，2- 二甲酯、乙基丙烯酸甘油酯；羥基烯烴，例如，烯丙醇、1-甲基烯丙醇、2-甲基烯丙醇、1-乙基烯丙醇、 4-羥基戊-1-烯、4-羥基-1- 丁烯；順-丁烯二酸羥基烷基酯烷基酯和反-丁烯二酸羥基烷基酯烷基酯，例如，順-丁烯二酸2-羥基乙酯異丙酯、順-丁烯二酸丁酯2-羥基乙酯， 反-丁烯二酸丁酯2-羥基乙酯、順-丁烯二酸丁酯3-羥基丙酯和反-丁烯二酸丁酯3-羥
基丙酯等。。考慮到商業可得性，所述含羥基的烯鍵不飽和單體優選地具有式CH2 = C(Rj) CO2R2,其中R1是H或C1-C6烷基，並且R2是被至少一個羥基取代的C1-C8烷基。更優選地， 所述單體具有式CH2 = C (R1)CO2R2,其中R1是H、甲基或乙基，並且R2是被至少一個羥基取代的C1-C4焼基。在一個實施方案中，在本發明的熱塑性組合物中，所述含羥基的烯鍵不飽和單體是丙烯酸羥基烷基酯或甲基丙烯酸羥基烷基酯(即所述含羥基的烯鍵不飽和單體具有式 CH2 = C(R1)(X)2R2,其中 R1 是 H 或甲基)。在另一個實施方案中，在本發明的熱塑性組合物中，所述含羥基的烯鍵不飽和單體是丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸3-羥基丙酯、丙烯酸4-羥基丁酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸3-羥基丙酯，或者甲基丙烯酸4-羥基丁酯。值得注意的是，在本發明的熱塑性組合物中，當所述含羥基的烯鍵不飽和單體是甲基丙烯酸2-羥基乙酯時，則所述聚酯不是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。所述含羥基的均聚物可以通過任何適當的方法製備。所述聚合方法的實例包括 本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合或乳液聚合。使用的聚合方法取決於所需聚合物的量及欲製備的最終產物的性質。聚合溫度和聚合時間隨所使用的單體的種類而改變。例如，聚合溫度優選地為 0-150°C並且聚合時間為0. 5-20小時，而且更優選地聚合溫度為40-100°C並且聚合時間為 2-10小時。若聚合時需用溶劑，對所述聚合溶劑沒有特別限制，例如，甲苯、二甲苯、乙苯、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、四氫呋喃和N，N-二甲基甲醯胺。這些溶劑可以僅使用一種，或者可以兩種或多種溶劑組合使用。當所述溶劑的沸點過高時，則最終所得的含羥基的均聚物的殘餘揮發物含量變高，因此優選沸點為50-200°C的溶劑。在聚合反應時，根據需要可以加入聚合引發劑。所述聚合引發劑不受特別限制， 並且合適的有，例如，有機過氧化物，例如，異丙苯過氧化氫、二異丙基苯過氧化氫、二叔丁基過氧化物、過氧化月桂醯、過氧化苯甲醯、叔丁基過氧異丙基碳酸酯，和叔戊基過氧基-2-乙基己酸酯；及偶氮類化合物，例如，2，2'-偶氮二(異丁腈)(AIBN)、1，1'-偶氮二(環己烷甲腈)和2，2'-偶氮二(2，4_ 二甲基戊腈)。這些聚合引發劑可以僅使用一種，或者可以兩種或多種聚合引發劑組合使用。所述聚合引發劑的量可以根據單體和反應條件的組合任意確定，並沒有特別限制。選擇適當的聚合條件(例如，反應溫度、引發劑的類型和用量、溶劑的組成、溶液濃度、反應時間)以使所述含羥基的均聚物順利製成。例舉說明所述含羥基的均聚物是由含羥基的烯鍵不飽和單體用本體聚合方法製備而得。由本體聚合方法製得的均聚物的聚合度通常約為IO3-IO5,因此所得的均聚物的平均分子量預計為IO5-IO7 (參見文獻《高分子化學》，潘祖仁主編，化學工業出版社，2003年1月，第三版，第40頁)。所述含羥基的均聚物通常可以由上述含羥基的烯鍵不飽和單體與0. 1重量％ -0. 5重量％的聚合引發劑(基於所述單體的重量)在常規反應容器中，高溫下(例如， 約40-100 0C )，反應2-10小時聚合製得。所述含羥基的均聚物的平均分子量優選地為100，000-50，000，000，更優選地為500，000-25，000，000，甚至更優選地為800，000-15，000，000，而且特別優選地為 1，500，000-5，000，000。在一個實施方案中，在本發明的熱塑性組合物中，所述含羥基的均聚物的平均分子量為100，000-50，000，000，更優選地為500，000-25，000，000，甚至更優選地為 800，000-15，000，000，而且特別優選地為 1，500，000-5，000，000。對於用作流動改性劑的含羥基的均聚物，其優選地具有高於聚酯的典型加工溫度的降解溫度(Td)，以避免在熔融混合加工期間發生降解。例如，PTT和PBT的加工溫度為約 240-2700C，並且PET的加工溫度為約280_295°C。在一個實施方案中，在本發明的熱塑性組合物中，所述含羥基的均聚物的降解溫度(Td)為至少約270°C，優選地為至少約四01，而且更優選地為至少約300°C。所述含羥基的均聚物的用量為約0. 01重量％至約5. 00重量％，優選地為約0. 05 重量％至約3. 00重量％，更優選地約0. 1重量％至約1. 00重量％，其中所述重量百分比是基於所述熱塑性組合物的總重量。當所述含羥基的均聚物的量為約0.01重量％時，可以觀察到流動性改進和良好的機械性能。當其量超過5. 0重量％時，所述熱塑性組合物的機械性能受到負面影響。其它添加劑本發明的組合物還可以包含少量的任選存在的常用且聚合物領域公知的添加劑。 添加劑的實例非限制性地包括抗氧化劑、熱穩定劑、紫外光穩定劑、包括染料和顏料在內的著色劑、潤滑劑、抗水解劑、脫模劑和阻燃劑。這些添加劑在所述組合物中的含量通常可以為約0. 01重量％至約15重量％，優選地為約0. 01重量％至約10重量％，只要它們不減損所述組合物的基本的和新穎的特徵，並且對所述組合物的性能沒有顯著的不利影響。本發明藉助於所述含羥基的均聚物的使用來降低包含聚酯的熱塑性組合物的熔體粘度或者改進其熔體流動特性。因此，本發明教導了將含羥基的均聚物(其含有連接在聚合物主鏈之上的大量羥基)摻入熱塑性組合物中。聚合物共混物的製備和性質本發明的熱塑性組合物可以通過本領域已知的技術製得。所述成分及任選的添加劑典型地是粉末或顆粒形式，並且以共混物的形式擠出，和/或切成顆粒或其它適合的形狀。所述成分可以以任何形式混合，例如，通過幹法混合或者在擠出機中或在其它混合器中在熔融態混合。例如，一個實施方案包括熔融混合粉末或顆粒形式的組分，擠出所述共混物並粉碎成顆粒或其它適合的形狀。術語「顆粒」在此作廣義使用，其與形狀無關，有時稱為 「碎屑」、「切片」等。還包括將組分進行幹法混合，然後在擠出機中在熔融態進行混合。所述混合溫度應高於各組分的熔點，但低於其最低分解溫度，因此必須針對聚酯和所述含羥基的均聚物的某種具體的組合物進行相應地調整。所述混合溫度，取決於本發明的具體的聚酯和所述含羥基的均聚物，典型地為約180°C -約290°C，優選地為至少約220°C，而且更優選地至多約260°C。本發明的熱塑性組合物具有許多理想的性質例如，但不限於，良好的流動性、良好的機械性能、良好的熱穩定性，及高耐化學腐蝕性。特別是，所述各組分可以容易地進行加工(不發生凝塊或結塊)。在一個實施方案中，本發明的熱塑性組合物具有良好的熱穩定性。本發明還提供了本發明的熱塑性組合物用於製備模塑、製備薄膜、製備纖維或製備泡沫的用途，以及由所述熱塑性組合物可製得的模塑、薄膜、纖維或泡沫。本發明的改進流動性的熱塑性組合物可以用於幾乎任何注塑用途。由於改進的熔體流動性，可以降低熔體溫度和/或可以大大縮短注塑工藝的整個周期(降低注塑的生產成本)。此外，在加工過程中僅需較低的注塑壓力，因此所需用於注塑的總鎖模力較低，從而減少注塑機的資本支出。除了改進注塑工藝之外，本發明的熱塑性組合物具有較低的熔體粘度可在模塑的實際設計中提供顯著的優勢。例如，可以應用於生產薄壁模塑製品，迄今為止填充級聚酯尚不能直接用注塑製得薄壁製品。同樣地，在現有應用中使用雖經強化卻能自由流動的聚酯 (如本發明的熱塑性組合物)即可降低壁厚並因此減輕元件的重量。本發明的熱塑性組合物適用於生產任何類型的纖維、薄膜或模塑，具體的應用如插座、開關、外殼元件、外罩、前燈凹槽、噴頭、配件、熨鬥、旋轉開關、加熱器控制器、油箱蓋、 門把手、(後)反射鏡外罩、後窗雨刷、光導體的防護罩。使用改進流動性的聚酯可製得的電學和電子裝置包括插座、插座元件、插座連接器、電纜束元件、電路支架、電路支架元件、三維注模的電路支架、電連接器元件、機電一體化元件，以及光電一體化元件。在汽車內部元件的可能應用包括儀錶板、轉向柱鎖、座椅元件、頭靠、中央控制面板、變速箱元件、和門配件；在汽車外部元件的可能應用包括門手柄、前燈元件、車外反射鏡元件、擋風玻璃洗滌器元件、擋風玻璃洗滌器防護外罩、格柵、車頂縱梁、天窗框架和外部車身部件。改進流動性的聚酯在廚房和家居領域中的可能用途是生產廚用物品的元件，例如，油炸鍋、熨鬥、按鈕，以及園藝和休閒領域的應用，例如，灌溉系統或園藝設備的元件。在醫學技術領域，流動性改進的聚酯意味著更易於生產吸入器外殼及類似的元件。本發明的聚合物組合物可以容易地轉化成顆粒，再熔融和紡成絲，或者直接用於紡絲加工。所述聚合物組合物可紡成絲用於纖維基材，例如服裝、地毯，以及需要所述絲的其它應用，並且可以使用常規的聚合物和紡絲設備來製備。如本文別處所述，相對於聚酯本身，本發明的熱塑性組合物在熔體粘度性質方面提供了新的變化。出於本發明的目的，術語「纖維基材」包括用於服裝、家居陳設、地毯及其它消費品的纖維、紗線、織物、紡織品或成品。對「纖維基材」沒有特別限制。本發明的纖維基材可以是「針織的」、「機織的」或「無紡的」基材。無紡基材可以包括這樣的基材，其纖維是通過施加熱、纏結和/或壓力而連接的纖維網或纖維絮片。本發明的特別優選的纖維基材包括纖維、紗線、織物和地毯。所述絲可以是圓形或具有其它形狀，例如八瓣花形、三角形(delta)、陽光四射形(也稱為sol形)、有圓齒的橢圓形、三葉形、四管形(quatra-charmel)、有圓齒的帶狀、帶狀、放射狀等。它們可以是實心的、空心的或者多孔的，並且優選為實心的。按照本發明可以製備各種絲。用於大多數用途例如紡織品和地毯的絲典型的尺寸為至少約0. 5dpf (旦尼爾/絲，單絲旦數)，並且至多約35dpf或更高。單絲較粗，約為10 至約 2000dpf。本發明的絲可以具有捲曲，例如在膨鬆長紗或變形紗線的情況中，但是在無捲曲的紗(例如部分取向紗、紡絲拉伸紗或其它無捲曲的紗，如用於許多無紡物中的那些)中， 也可見本發明的優勢。這些紗、長紗或變形紗線是多絲紗。所述紗(也稱為「束」)優選地包含至少約10 根單絲，而且甚至更優選地為至少約25根單絲，並且典型地可以包含至多約150根單絲或更多，優選地至多約100根單絲，更優選地至多約80根單絲。包含34、48、68或72根單絲的紗是常見的。所述紗的總旦尼爾數典型地為至少約5，優選為至少約20，優選至少約50， 並且至多約1500或更高，優選地至多約250。所述部分取向紗、紡絲拉伸紗和變形紗線用於製備紡織織物，例如針織的和機織的織物。可以利用公知技術將膨鬆長絲紗製成地毯。通常地，將許多紗捻合在一起並在例如高壓釜的裝置，SUESSEN或SUpERBA ,中進行熱定型，然後簇絨在基層背襯上。然後施加乳膠粘合劑和第二層背襯。雖然本發明主要就多絲紗進行描述，但應理解本文中描述的優選方案亦適用於單絲。單絲用於製備許多不同物品，包括刷子(例如，塗料刷、牙刷、美容用刷等)、魚線等。無需進一步詳述，相信藉助上述說明本領域技術人員可以充分利用本發明。因此， 以下實施例應理解為僅是示例性的，而絕非對公開內容的限制。實施例「實施例(E) 」和「對比實施例(CE) 」後的數字表明化合物是在哪個實施例或對比實施例中製備的。實施例和對比實施例均以同樣的方式進行製備和測試。除非另外指明， 百分比是重量百分比。用於實施例中的成分示於表1中。表 權利要求
1.具有改進流動性的熱塑性組合物，其包含99. 99重量％至95. 00重量％的聚酯，和0. 01重量％至5. 00重量％的含羥基的均聚物，所述含羥基的均聚物是由含羥基的烯鍵不飽和單體經聚合而得，其中所述重量％是基於所述熱塑性組合物的總重量；並且條件是當所述聚酯是聚對苯二甲酸乙二醇酯時，則所述含羥基的烯鍵不飽和單體不是甲基丙烯酸2-羥基乙酯。
2.權利要求1的熱塑性組合物，其中所述聚酯選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯及其混合物。
3.權利要求2的熱塑性組合物，其中所述聚酯是聚對苯二甲酸丙二醇酯均聚物或聚對苯二甲酸丙二醇酯共聚物，其包含70重量％或更多的聚對苯二甲酸丙二醇酯。
4.權利要求1的熱塑性組合物，其中所述含羥基的烯鍵不飽和單體具有式CH2= C (R1) CO2R2,其中R1是H或C1-C6烷基，並且R2是被至少一個羥基取代的C1-C8烷基。
5.權利要求4的熱塑性組合物，其中所述含羥基的烯鍵不飽和單體具有式CH2= C(R1) CO2R2,其中R1是H、甲基或乙基，並且R2是被至少一個羥基取代的C1-C4烷基。
6.權利要求5的熱塑性組合物，其中所述含羥基的烯鍵不飽和單體是丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸3-羥基丙酯、丙烯酸4-羥基丁酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸3-羥基丙酯、或甲基丙烯酸4-羥基丁酯。
7.權利要求1的熱塑性組合物，其還包含至少一種添加劑，所述添加劑選自抗氧化齊 、熱穩定劑、紫外光穩定劑、包括染料和顏料的著色劑、潤滑劑、抗水解劑、脫模劑、和阻燃劑。
8.模塑製品，其包含權利要求1-7任一的組合物或者由該組合物製得。
9.纖維基材，其包含權利要求1-7任一的組合物或者由該組合物製得。
10.權利要求9的纖維基材是纖維、紗線、織物或地毯。
11.改進聚酯組合物的流動性的方法，其包括將99.99重量％至95. 00重量％的聚酯與0. 01重量％至5. 00重量％的含羥基的均聚物混合，所述含羥基的均聚物由含羥基的烯鍵不飽和單體經聚合而得，其中所述重量％是基於所述熱塑性組合物的總重量。
全文摘要
本申請公開了熱塑性組合物，其包含聚酯和聚合物型熔體粘度改性劑，以及任選存在的其它添加劑。熔體流動性和熱穩定性、機械性能的良好平衡是通過控制所述聚合物型熔體粘度改性劑的用量來實現的。所述組合物適用於製備包括汽車、電學和電子部件在內的模塑製品，以及包括纖維、紗線、織物和地毯在內的纖維產品。
文檔編號D01F8/10GK102485793SQ20101057712
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月1日 優先權日2010年12月1日
發明者孟凡良, 邵曉叢 申請人:杜邦公司