貯存穩定的塑料添加劑的製作方法

2023-05-10 20:18:56

專利名稱：貯存穩定的塑料添加劑的製作方法
塑料添加劑是在聚合物中添加的對聚合物具有改性和/或穩定作用的物質。分子中除了對其功能起決定作用的化學部分結構外，它們通常具有取代基，通過取代基使添加劑與聚合物基體的「相容性」(例如可溶性、擴散性能、抗萃取性及類似特性)得以調整(文獻Gachter/Muller，Kunststoffadditive 3 Auflage，1990，CarlHanser Verlag Munchen，Wien，S.33ff.)。分子的官能部分也常常用很大的化學取代基來調整其反應性(「空間位阻酚類」作為抗氧劑，「空間位阻胺類」作為光穩定劑)。
這些結構單元的影響在於製備過程中該添加劑結晶常常延緩進行和/或進行不完全和/或導致許多晶體改性，它們可以很容易地相互轉化。這導致出現很寬的熔融範圍(而不是明顯的晶體熔點)或多個熔點相互溶合。
製備粉末加工形式後，這些延緩結晶和/或由不穩定到較穩定晶體結構的重排可能會造成在產品貯存和加工過程中晶粒在所接觸顆粒的表面會逐漸進行生長，這可導致材料的機械粘附、氈化或結塊。這種方法所形成的結塊顯著地影響添加劑流動性能和可計量性，這使得添加劑不適合於其用途。如果熔融範圍在150℃以下，這種影響尤其明顯。
已作過許多嘗試以提高此性能，例如曾建議過添加高分散的矽酸或添加金屬的硬脂酸鹽或氧化物以使傾向於膠粘的顆粒表麵粉化(文獻例如Degussa-Broschüren aus der SchriftenreihePigmente「Aerosil zur Verbesserung des Fliessverhaltenspulverf_rmiger Substanzen」，Nr.31，2.Auflage 5/1978 und「Synthetische Kiesels_ure als Fliesshifsmittel und alsTr_gersubstanz」，Nr.31，5.Auflage，5/1992)。此方法的一個缺點在於將不需要的雜質引入了實際的添加劑中。
也曾提倡使用高壓由粉末製備片狀配製物。額外的工作步驟使得產品更加昂貴並且由於機械研磨免不了有汙染的危險，在此這必須看作一個嚴重的缺點。熔體固化和之後研磨也實踐過。其缺點是在壓力下(例如夏天運輸過程中在許多貨櫃的重量下)終產物迅速氈化和結塊並且灰塵含量高。
也建議過熔體噴霧冷卻法，但此方法的缺點是結晶控制性差且常常有明顯的結塊趨勢。
US4,578,021記載了一種設備，藉助此設備由一種含有熔體和晶種的兩相混合物，經過液滴形式接著冷卻可以製備均勻尺寸的顆粒，這樣就不需要隨後的研磨了。在此方法中避免了至今通常出現的液滴形式的沉積物和結殼的形成。
本發明的目的在於提供一種塑料添加劑，該添加劑不引入雜質，縱使在相對長期的貯存和加工之後仍舊自由流動且可迅速計量。
現在已發現該添加劑的結塊趨勢可以消除，可計量性和流動性及運輸性能可以顯著提高，成形加工之後通過冷卻99.9％-10％重量的熔融添加劑材料和0.1-90％重量的結晶添加劑材料的混合物製得的塑料添加劑可以大大減少灰塵形成或磨損材料。
通過改變結晶物質含量，混合物粘度可以在很寬的範圍內變化並且適合成形加工的需要。這裡形成的終產物為穩定的結晶改性物並且不再進行導致顆粒氈化的重排。形成的為規定的均勻顆粒尺寸(例如0.1-10mm)終產物，該尺寸可以通過改變熔融粘度和成形加工方法用可控的方式在很寬的範圍內進行調整。
本發明的塑料添加劑可以通過用99.5-25％重量的熔融添加劑材料和0.5-75％重量的結晶添加劑材料的混合物很方便地製備。
由90-30％重量的熔融添加劑材料和10-70％重量的結晶添加劑材料的混合物製備的塑料添加劑也特別適合。
由70-50％重量的熔融添加劑材料和30-50％重量的結晶添加劑材料的混合物製備的塑料添加劑特別優選。
混合物的快速冷卻可優選在冷卻的傳送帶上進行。
已經證明把混合物從帶有噴嘴(多孔噴嘴)的模具中擠出來是特別適合的成型方法。
可以使用的成型方法例如-藉助壓縮杆(Stauleiste)把混合物從圓柱形噴嘴設備中擠出來-通過一個內齒輪把混合物從帶有內製齒和齒根有噴嘴孔的圓柱形噴嘴設備中擠出-通過壓杵把混合物從帶有內孔和孔底部有噴嘴孔的圓柱形噴嘴設備中擠出來-藉助輾齒輪(kollerr_der)使混合物通過一個多孔的平板擠出-藉助螺旋擠壓機使混合物通過一個多孔的平板擠出-通過旋轉輥使通過一個多孔板-用螺旋擠壓機(單或雙螺杆擠出機)擠出-通過帶有多個噴嘴的衝壓機接口管壓出-藉助脫模刮刀通過帶有許多噴嘴的管型模具壓出通過熔融材料中結晶物質的含量，很容易完成溫度調整，因為在冷卻時，迅速析出的晶體的結晶熱量阻礙了溫度下降，反之亦然。
本發明的方法可以成功地使用的塑料添加劑特別是以下類別的添加劑UV穩定劑、抗氧劑、熱穩定劑、潤滑劑、抗靜電劑、增粘劑、產生相容性的試劑，助分散劑、酸清洗劑(s_uref_nger)、金屬去活化劑、過氧化物清除劑、加工穩定劑、成核劑、熒火增白劑、滑移劑、抗露劑及耐火劑。
特別適合的例子尤其是2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、月桂酸二乙醇胺、單、二、三硬脂酸甘油酯及這些硬脂酸甘油酯的混合物、雙十八烷基硫化物、二烷基單、二和多硫化物的混合物、硫代二丙酸雙十八烷基酯、硫代二丙酸二月桂基酯、雙十八烷醯基乙二胺、四-3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸季戊四醇酯、3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷酯、4，4』-亞聯苯二亞膦酸四-(2，4-二叔丁基-苯基)酯、二亞磷酸雙十八烷基季戊四醇酯、癸二酸二(2，2，6，6-四甲基哌啶-4-基)酯和二亞磷酸雙(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇酯。
下列實施例用於說明本發明而不限制本發明。
實施例1由95％重量的2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮與5％重量的結晶物質混合而得的熔漿在其熔點區，被用壓縮杆使通過一個直徑為1.0mm的多孔噴嘴，到一個轉動通過的冷卻金屬帶上。形成的液滴在帶上立即結晶並在帶的盡頭成為不含灰塵且具有非粘性表面的固體顆粒而被除去。
實施例2-7重複實施例1的實驗，在熔體中分別混合入1，10，30，50和70％重量同樣的2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮的結晶粉末。所有的固化顆粒都是不含灰塵和非粘性的。
實施例8(對比)重複實施例1的實驗，在產物熔體中不混合結晶的粉末狀物質。
冷卻的帶上的液滴僅僅部分固化並粘附在帶的盡頭。
實施例9按照實施例1，將用作塑料添加劑的不同化合物滴到冷卻帶上並在末端被除去，每種情況下都分別混合入50％重量的結晶物質。測試其粘性和結塊趨向如下在所有的情況下，分別用50克配置的物質將玻璃套筒充滿，該套筒在平板基底上有一個開口端，直徑為5.2cm，高度為10cm，在頂部放置重物，從而以0.93N/cm2的壓力從頂部施壓。全部裝置在加熱室中高溫下保存24小時。以這種方式模擬夏天的溫度條件下運輸過程中大量貨櫃的壓力。為了比較，在所有情況下成型操作過程中熔體中沒有加入晶體而製得的產物用作對比。在所套的玻璃套筒移走後，用力將大塊產物粉碎成為小顆粒，測定消耗的力。
實施例10將由含90％重量的熔體與10％重量的結晶物質混合而得的2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮的漿液通過一個帶有內製齒且齒根部有噴嘴孔的圓柱形噴嘴板通過齒輪轉動滴到噴嘴下轉過的冷卻金屬帶上。液滴固化並在帶的末端被除去。根據實施例9的熱貯存實驗結果是疏鬆材料一旦接觸到立即分解。
實施例11重複實施例10，滾動的圓柱形噴嘴具有內孔且孔基部分另有噴嘴孔。物料用壓杵驅動通過噴嘴滴到通過的冷卻金屬帶上(即由凸輪機械制動)。液滴凝固並在帶的末端被除去。如實施例9那樣在熱條件下貯存，同樣也得到立即分解的疏鬆材料。
實施例12藉助碾齒輪使由25％重量的熔融物質和75％重量的結晶物質組成的2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮漿液通過一個多孔平板。用脫模刮刀將產物切斷並落到冷卻的金屬帶。完全結晶的坯料在帶的末端被切斷。根據實施例9的熱貯存實驗得到的還是立即分解的疏鬆材料。
權利要求
l.一種塑料添加劑，其中由99.9-10％重量的熔融添加劑材料和0.1-90％重量的結晶添加劑材料的混合物在成型加工後冷卻製成。w
2.權利要求1中所要求的塑料添加劑，其中使用99.5-25％重量的熔融添加劑材料和0.5-75％重量的結晶添加劑材料的混合物。
3.權利要求1中所要求的塑料添加劑，其中使用90-30％重量的熔融添加劑材料和10-70％重量的結晶添加劑材料的混合物。
4.權利要求1中所要求的塑料添加劑，其中使用70-50％重量的熔融添加劑材料和30-50％重量的結晶添加劑材料的混合物。
5.權利要求1-4中至少一項所要求的塑料添加劑，其中冷卻在冷卻傳送帶上進行。
6.權利要求1-5中至少一項所要求的塑料添加劑，其中成型加工包括使混合物從帶有噴嘴的模具中擠出來。
7.權利要求1-5中至少一項所要求的塑料添加劑，其中成型加工包括藉助壓縮杆使混合物從圓柱形噴嘴裝置中擠出來。
8.權利要求1-5中至少一項所要求的塑料添加劑，其中成型加工包括通過內齒輪使混合物從帶有內製齒和齒根部有噴嘴孔的圓柱形噴嘴裝置中擠出來。
9.權利要求1-5中至少一項所要求的塑料添加劑，其中成型加工包括通過壓杵使混合物從帶有內孔和孔底部有噴嘴孔的圓柱形噴嘴裝置中擠出來。
10.權利要求1-5中至少一項所要求的塑料添加劑，其中成型加工包括藉助碾齒輪使混合物通過一個多孔平板擠出。
11.權利要求1-5中至少一項所要求的塑料添加劑，其中成型加工包括藉助螺旋擠壓機使混合物通過一個多孔平板。
12.權利要求1-11中至少一項所要求的塑料添加劑，是以下種類的添加劑UV穩定劑、抗氧劑、熱穩定劑、潤滑劑、抗靜電劑、增粘劑、產生相容性的試劑、助分散劑、酸清洗劑、金屬去活化劑、過氧化物清除劑、加工穩定劑、成核劑、螢光增白劑、滑移劑、抗露劑及耐火劑。
13.權利要求1-12中至少一項所要求的塑料添加劑用於改進塑料的加工和使用性能。
全文摘要
本發明涉及貯存穩定的塑料添加劑，它是在成型加工之後冷卻99.9-10％重量的熔融添加劑材料和0.1-90％重量的結晶添加劑材料而製備的。通過使混合物從帶噴嘴的模具中擠出來進行成型加工，冷卻可以在冷卻的傳送帶上進行。即使在長期的貯存和/或加工之後，這些塑料添加劑仍保持自由流動且不膠粘。
文檔編號B29B9/00GK1152585SQ9611202
公開日1997年6月25日 申請日期1996年11月4日 優先權日1995年11月6日
發明者K·加, G·諾維, G·普法勒, M·扎 申請人:赫徹斯特股份公司