[发明专利]助增塑剂体系

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是中国专利申请200880121758.3的分案申请。本申请要求了于2007年12月21日提交的U.S.临时专利申请No.61/015,962的优先权，该申请的披露内容全部在此引入作为参考。

发明领域

本发明涉及基于快速熔化和缓慢熔化增塑剂的增塑剂，其特别可用作增塑聚合物组合物用的无邻苯二甲酸酯的增塑剂，并且更特别地可用于PVC基制品。

发明背景

将增塑剂引入树脂(通常为塑料或弹性体)以增加树脂的柔性、可加工性或膨胀性。增塑剂的最大应用是在增塑的或柔性聚氯乙烯(PVC)产品的制造中。增塑PVC的典型应用包括膜、片材、管材、涂覆织物、电线电缆绝缘和外壳、地板材料例如乙烯基片材地板或乙烯基地板砖、粘合剂、密封剂、油墨以及医疗产品例如血袋和导管等。

使用少量增塑剂的其他聚合物体系包括聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸类聚合物、聚(偏二氯乙烯)、尼龙、聚烯烃和某些氟塑料。增塑剂也可用于橡胶(尽管通常这些材料落入橡胶用的补充剂而不是增塑剂的定义)。在Plasticizers,A.D.Godwin,Applied Polymer Science21st Century,编辑C.D.Craver和C.E.Carraher,Elsevier(2000)；pp.157-175中提供了主要的增塑剂和它们与不同聚合物体系的相容性的列表。

增塑剂可以基于它们的化学结构来表征。最重要的化学类型的增塑剂是邻苯二甲酸酯，其占2002年全世界的PVC增塑剂用量的约85％。然而，在最近的过去已经尝试在PVC中，特别地在接触食品的产品例如瓶盖衬里和密封剂、医疗和食品膜，或者医疗检查手套、血袋和IV输送体系，柔性管材等的最终应用中减少使用邻苯二甲酸酯作为增塑剂。然而，对于增塑聚合物体系的这些和大多数其他应用，迄今没有实现用于邻苯二甲酸酯的成功的替代物。一般而言，用替代材料代替邻苯二甲酸酯可以实现的最好的是具有降低的性能或较差加工能力的柔性PVC制品。因此，迄今对制备用于PVC的无邻苯二甲酸酯的增塑剂体系的尝试没有证明是完全令人满意的，并且这仍然是强烈研究的领域。

一种这类建议的邻苯二甲酸酯的替代物是基于环己酸的酯。在二十世纪九十年代晚期和二十一世纪早期，基于环己酸酯、环己烷二酸酯和环己烷多酸酯的各种组合物被描述为可用于从半刚性到高度柔性材料的物品范围。参见例如WO 99/32427、WO 2004/046078、WO 2003/029339、WO 2004/046078、U.S.申请No.2006-0247461和U.S.7,297,738。

然而，伴随着基于环己酸酯的增塑剂的一个问题是加工能力，特别是这些化合物的熔化特性。当制造增塑产品例如PVC产品时，在制造期间的一些点下产品应该达到聚合物微晶熔融的温度。这被称为熔化温度。在PVC的情形中，取决于增塑剂，该温度通常为160－180℃。作为给定聚合物的较好溶剂的增塑剂将在比作为较差溶剂的那些低的温度下熔化。由于许多增塑聚合物产品例如柔性PVC产品通过连续工艺制造，因此那些较快或较强的溶剂化增塑剂将更快达到该熔化温度；因此发展为措词“快速熔化”。这些相同增塑剂也被已知为强的溶剂化增塑剂。对于大多数应用，增塑剂参考标准是二-2-乙基己基邻苯二甲酸酯(DEHP)，因为该增塑剂是全世界最广泛使用的增塑剂，自从其在二十世纪三十年代晚期商业化。在给定的聚合物体系中在相同浓度下，在比DEHP所需的低的温度下熔化的增塑剂被认为是快速熔化增塑剂。同样，在给定的聚合物体系中在相同浓度下，在比DEHP所需的高的温度下熔化的增塑剂被认为是“缓慢熔化”增塑剂。

这里使用的术语“快速熔化增塑剂”如下定义。使用C8邻苯二甲酸酯DEHP的溶解温度作为标准，在给定的浓度下并且对于给定的聚合物体系，具有较低溶解温度的那些增塑剂被描述为“快速熔化增塑剂”或较快熔化增塑剂，而具有较高熔化温度的那些被认为是“缓慢熔化增塑剂”或较慢熔化增塑剂。假定所述增塑剂是聚合物体系中仅有的增塑剂。

通过使用简单试验过程说明“溶解温度”。在该试验中，在室温下将待试验的48克增塑剂与2克聚合物体系例如PVC树脂混合。伴随着搅拌将混合物缓慢加热，直到PVC树脂溶解。聚合物体系例如PVC树脂溶解在增塑剂中的温度被记录为“溶解温度”。实验设计的更多说明对于本领域普通技术人员而言不是必需的，因为重要的因素是在实验中相对于DEHP而言增塑剂如何表现。可用于评价快速熔化增塑剂的其他试验过程是热工作台增塑溶胶凝胶化方法和增塑溶胶的动力机械分析，这两种是本领域本身已知的。