[發明專利]一種聚烯烴及其合金用有機復合加工助劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201010522101.7
• 申請日: 2010-10-25
• 公開（公告）號: CN102453323A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 楊慶泉;張師軍;鄒浩;李杰;張麗英;王小蘭;劉濤;張浩;尹華;邵靜波;呂明福;高達利;徐凱;徐萌;呂蕓
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08L71/08
• 分類號: C08L71/08;C08L67/00;C08L9/06;C08L9/02;C08L13/00;C08L33/04;C08L23/00;C08L23/06
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發明涉及一種加工助劑，更進一步講，本發明涉及一種聚烯烴及其合金用有機復合加工助劑及其制備方法和應用。

背景技術

隨著制造業的飛速發展，聚烯烴的需求量逐年上升，2007年全國的聚烯烴消費量達2000萬噸。隨著催化劑和聚合工藝的進步，一些高性能聚烯烴，如茂金屬聚烯烴，超高分子量聚乙烯，聚丁烯已經可以實現大規模的工業化生產，但是由于這些聚烯烴的加工性能差，限制了它們大規模的應用。

在現有技術條件下，使用加工助劑是解決這些問題的最佳方案。加工助劑是用于改善高分子量聚合物加工和處理性能的幾類材料的總稱，主要在高聚物基體的熔融狀態發揮作用。相對傳統的潤滑劑，加工助劑有效率高，加入量少的優點。從功能上講，除了降低扭矩和粘度之外，加工助劑還有消除熔體破裂，降低物料沉積，減少凝膠生成等作用。

目前市場上最主要的加工助劑為氟橡膠類加工助劑。專利US3125547首次提到該類加工助劑在高擠出速率時，有推遲熔體破裂發生的作用。在此基礎上，人們提出了多種改良方法。專利US4904735和US4855360采用了氟橡膠和其它高聚物共混的改良方法，而專利US5015693和US5688457采用了氟橡膠和其它添加劑復配的改良方法。該類助劑的作用機理為外潤滑機理，在加工過程中助劑從熔體中析出，附著于加工機械的金屬內表面，降低了熔體與金屬間粘著力，切應力也有了明顯下降。但是，這種加工助劑有起效時間長，氟分解污染，不易清洗，成本高等缺點。

硅橡膠也具有和氟橡膠類似的效果，專利WO9932561A1提供了一種高分子量的聚二甲基硅氧烷和有機磷的組合物，它可以改善熱塑性塑料的表面光潔度，這種加工助劑存在成本高的問題。

專利US5015693提供了聚乙二醇和含氟橡膠復配的加工助劑，它可以提高擠出物的臨界剪切速率。

專利CN03135482提供的聚乙二醇/無機粒子復合加工助劑可以降低聚烯烴加工黏度。但需要很大的添加量才能起作用，無機粒子也存在和聚烯烴基體的相容性問題。

發明內容

針對現有技術中的所存在的問題，本發明提供了一種有機微納米粒子/極性低聚物復合的加工助劑，這類加工助劑利用了極性低聚物對聚烯烴的內外潤滑效應，和納米粉末橡膠對極性低聚物的輔助分散作用，致使其用于聚烯烴及其合金加工過程中時，在添加量很小的情況下可以起到很好的降粘效果，而且具有起效時間短、成本低的優點。

本發明的目的之一在于提供該種有機復合加工助劑，包含有共混的以下組分：低聚物和有機微納米粒子；其中，有機微納米粒子與低聚物以重量比計為1∶(0.1～50)，優選1∶(1～40)。

該種有機復合加工助劑中，所述的低聚物為分子量為2000～20000的線性或短支鏈低聚物，其分子鏈中至少有一端帶有極性端基；更為優選的，該低聚物分子鏈中帶有的極性端基選自羥基、羧基、氨基中的至少一種；其化合物實例選自聚乙二醇、水溶性聚酯、聚硅氧醚中的至少一種。

所述的有機微納米粒子選自平均粒徑為20～2000nm的粉末橡膠。優選為平均粒徑為30～500nm，更優選50～200nm的粉末橡膠。所述粉末橡膠種類優選用與聚氯乙烯樹脂相容性好的橡膠，如以下種類中的至少一種：丁苯橡膠、丁腈粉末橡膠、羧基丁腈粉末橡膠、丙烯酸酯粉末橡膠中的至少一種。

本發明中，所述的粉末橡膠可以選用現有技術中符合上述參數要求的各種粉末橡膠，優選中國專利申請CN?1402752A和CN?1383439A所公開的全硫化粉末橡膠。該種全硫化粉末橡膠是指凝膠含量達到60wt％或更高，干燥后無需加隔離劑即可自由流動的橡膠微粉。該全硫化粉末橡膠的粒徑為20nm～2000nm。該全硫化粉末橡膠中的每一個微粒都是均相的，即單個微粒在組成上都是均質的。在現有顯微技術的觀察下微粒內沒有發現分層、分相等不均相的現象。該粉末橡膠是通過將相應的橡膠膠乳輻照交聯而將橡膠粒子粒徑固定的。

本發明所述粉末橡膠還可以優選中國專利申請CN1353131A所公開的交聯型粉末橡膠。該種交聯型粉末橡膠是一種以交聯型合成橡膠乳液為原料，經干燥得到的粉末橡膠。這種交聯型粉末橡膠不需加入隔離劑既可以自由流動。其粒徑為50nm～300nm。該交聯型粉末橡膠中的每一個微粒都是均相的，即單個微粒在組成上都是均質的，在現有顯微技術的觀察下微粒內沒有發現分層、分相等不均相的現象。