[发明专利]包含聚环氧烷和聚己内酯的含氟弹性体加工助剂

说明书

发明领域

本发明涉及用于提高非氟化可熔融加工聚合物的可加工性的加工助剂。更具体地讲，本发明涉及包含门尼粘度(ML(1+10)，121℃)介于30和100之间的含氟弹性体以及至少两种界面剂的加工助剂，其中一种界面剂为聚己内酯，其具有介于2000和8000之间的Mn，另一种为聚环氧烷，其具有介于3000和5000之间的Mn。

发明背景

通过熟知的工序可将非氟化可熔融加工聚合物熔融挤塑为成型结构，例如管材、管道、线材涂层或薄膜，其中旋转螺杆推动粘稠的聚合物熔体通过挤出机筒进入模具中，聚合物在该模具中成型为期望的形式，随后冷却和固化为具有模具大致形状的产品。

为了实现较低的生产成本，希望快速挤出聚合物。通过提高挤出机螺杆的旋转速率可容易地获得较高的挤出速率。然而，该技术受到聚合物基底粘弹特性的限制。因此，以非常高的挤出速率可导致不可接受的量的聚合物热分解。此外，通常获得具有粗糙表面的挤出物，这会导致在挤出物表面上形成不可取的图案。

在Blatz的美国专利3,125,547中，公开了使用0.01-2.0重量％的在工艺温度下为液态的碳氟聚合物(例如含氟弹性体)可减小非氟化聚合物(例如高密度和低密度聚乙烯以及其它聚烯烃)挤出过程中的模具压力。此外，使用该助剂还可显著提高挤出速率，而不会导致熔融破裂。

最近，改善的含氟聚合物加工助剂组合物已公开于例如美国专利4,855,360、6,642,310B2和US 2006/0025523A1中。这些组合物都含有含氟聚合物，还含有界面剂例如聚环氧烷或聚己内酯。这些界面剂的数均分子量(Mn)可以是介于约400-200,000以上的值之间的任何值。低Mn(＜5000)聚乙二醇(PEG)在某些加工助剂中尤其有效，它可以缩短消除可挤出组合物熔融破裂所需的时间。然而，低Mn PEG可适度溶于水，这可导致潮湿环境中的聚集问题。低Mn PEG还易通过热致氧化分解生成非常低分子量的碎片，使其在非氟化可熔融加工聚合物的加工过程中可能不稳定。这些非常低分子量PEG碎片可使挤出物具有不可取的气味或口感特征，或当碎片泛出聚乙烯主体聚合物时导致挤出膜的印刷或密封不可靠。

因此，需要这样的加工助剂组合物，其减少非氟化可熔融加工聚合物中的熔融破裂，而不会聚集或分解。

发明概述

意外发现，包含具有一定门尼粘度的含氟弹性体和至少两种具有特定数均分子量的不同界面剂的加工助剂可快速减少或消除非氟化可熔融加工聚合物中的熔融破裂，而不会产生聚集问题或加工助剂的过度热分解。

因此，本发明的一个方面是包含以下组分的加工助剂组合物：

A)基于所述加工助剂组合物的总重量，10重量％至90重量％的含氟弹性体，所述含氟弹性体在121℃时具有30-100的ML(1+10)；

B)基于所述加工助剂组合物的总重量，5重量％至85重量％的聚己内酯，所述聚己内酯具有介于2000和8000之间的Mn；和

C)基于所述加工助剂组合物的总重量，5重量％至85重量％的聚环氧烷，所述聚环氧烷具有介于3000和5000之间的Mn。

发明详述

本发明涉及加工助剂组合物。这些组合物提高了非氟化可熔融加工聚合物的可挤出加工性。如本文所用，术语“可挤出加工性”是指调整时间(即，从挤出机启动(这时挤塑制品表现出高熔融破裂度)到挤出物具有光滑表面、没有熔融破裂时所消耗的时间)。显然，为了最大限度地减少浪费和降低成本，希望调整时间非常短。