[发明专利]用于模塑清澈部件的聚酯组合物

说明书

发明背景

在过去的70年里，各种聚合材料已广泛用于模塑各种罐、盖、工具把手、牙刷及其他消费品。在许多这些应用中，模塑部件必须清澈(clear)、坚固、耐冲击，而且具有令人喜爱的外观。为获得清澈部件，期望聚合物具有缓慢的结晶速率。结晶度的发生导致部件形成浊度。较慢的结晶速率也减小浇口区域(gate area)中定向诱导结晶的机会。因此，存在改进浇口外观的潜力。另外期望使用具有良好流动性(低熔体粘度)的聚合材料以确保容易完全填充部件。此外，期望能够制造在注塑过程中具有短循环时间的部件以使可制造部件的效率最大化。控制聚合材料循环时间的主要因素之一是在注塑过程期间冷却到它的玻璃化转变温度以下所花费的时间。因此期望接近注塑过程温度的玻璃化转变温度以获得减小的循环时间。

聚酯材料如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)和聚(1,4-亚环己基二亚甲基对苯二甲酸酯)(PCT)具有许多模塑部件期望的性质，但是这些聚合物容易结晶，其导致尤其在厚壁部件的情况下或在两次模塑过程期间形成浑浊部件。

有可能通过将另外的单体掺入这些聚酯中来减小结晶速率。然而，重要的是要选择这些共聚酯的组成，使得不仅减小结晶速率，而且获得所有上面讨论的模塑组合物的其他期望特征(像冷却效率、流动能力、树脂韧性)。

本发明描述具有非常缓慢的结晶速率，同时也给出了所有上面讨论的其他期望属性的共聚酯。

发明简述

本发明的一个实施方案涉及包含共聚酯的模塑品，所述共聚酯具有酸组分和二醇组分且固有粘度为约0.5至约0.8 dL/g，其中所述酸组分包含来自40至60摩尔%的对苯二甲酸和来自40至60摩尔%的一种或多种二元酸的重复单元，所述二元酸选自间苯二甲酸、环己烷二甲酸、萘二甲酸、二苯基二甲酸和茋二甲酸；所述二醇组分包含来自1,4-环己烷二甲醇的重复单元；所述酸组分的总摩尔%为100摩尔%且所述二醇组分的总摩尔%为100摩尔%；所述模塑品视觉上清澈；且所述模塑品的厚度为8至90 mm。

另一实施方案涉及包含共聚酯的模塑品，所述共聚酯具有酸组分和二醇组分且固有粘度为约0.5至约0.8 dL/g，其中所述酸组分包含来自40至60摩尔%的对苯二甲酸和来自40至60摩尔%的一种或多种二元酸的重复单元，所述二元酸选自间苯二甲酸、环己烷二甲酸、萘二甲酸、二苯基二甲酸和茋二甲酸；所述二醇组分包含来自1,4-环己烷二甲醇的重复单元；所述酸组分的总摩尔%为100摩尔%且所述二醇组分的总摩尔%为100摩尔%；所述模塑品视觉上清澈；且所述模塑品的结晶浊度半衰期大于40分钟。

详述

经发现特定的基于CHDM的共聚酯非常适合模塑清澈，厚壁和坚固的具有良好流动性和快速循环时间的模塑品。所述共聚酯可模塑成期望的形状如化妆品罐、香料盖、工具把手和牙刷。这些模塑品可具有厚或薄的壁并可在两次模塑过程中模塑。所述共聚酯还具有良好的流动性和减小的循环时间。

在一个实施方案中所述物品由基于CHDM的共聚酯制备，所述共聚酯含有约40至60摩尔%的对苯二甲酸和40至60%的一种或多种另外的二酸。适合的二酸包括间苯二甲酸、1,3-或1,4-环己烷二甲酸、萘二甲酸和/或茋二甲酸。当使用环己烷二甲酸时，它们可为顺式或反式或为顺式/反式异构体混合物。除可使用例如2,6-、2,7-、1,4-、1,5-异构体外，可使用任何萘二甲酸异构体。在制备本发明的模塑组合物中可使用低级烷基酯如甲酯代替所述酸。在一个实施方案中，基于CHDM的共聚酯组合物含有约45至约55摩尔%的上面指出的二元酸(或它们的酯)。另外，少量(最多约10摩尔%)其它补充的含有4至约40个碳原子的脂肪族、脂环族或芳香族二元酸可掺入这些共聚酯中。

在一个实施方案中，这些共聚酯的二醇部分还可含有最多20摩尔%或最多10摩尔%的另一含有2至20个碳原子的二醇。适合的二醇的实例包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、新戊二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇和对-二甲苯二醇。所述聚合物还可用聚乙二醇或聚四亚甲基二醇改性。

在一个实施方案中，所述共聚酯具有二醇组分，所述二醇组分包含约80至约100摩尔百分数的CHDM、约90至约100摩尔百分数的CHDM或甚至约95至约100摩尔百分数的CHDM。

可使用小于1.5摩尔%的量的特定的支化剂如偏苯三酸酐、偏苯三酸、苯均四酸二酐、苯均三酸、苯连三酸、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,2,6-己三醇、山梨糖醇、1,1,4,4-四(羟甲基)环己烷、二季戊四醇等。