纤维素增强树脂组合物的制作方法

专利名称：纤维素增强树脂组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及含有增强树脂的组合物、用于制备这种组合物的润滑剂组合物、自这种组合物形成的成形产品和用于形成这种成形产品的方法。
背景技术：
包含纤维素纤维(例如木纤维)和树脂(例如热塑性树脂如聚氯乙烯)的可成形组合物例如可挤出组合物是熟知的。这种组合物的实例在Zehner的美国专利6103791和6248813和Seethamraju等的6210792中得到描述，其每一个在此通过引用结合到本文中。这些类型组合物可挤出以提供成形物品例如用于外部结构的装饰板和护栏。基于聚氯乙烯树脂(PVC)的挤出组合物由于它们超过其它类型树脂组合物优良的耐气候性能而对这种应用通常是优选的。通常合乎需要的是打算用于这种应用的挤出产品呈现比得上或超过通常用于这种应用的天然木产品的那些结构特性以及耐气候性和外观。
在包含增强材料的热塑性树脂组合物例如纤维素/聚氯乙烯树脂组合物的常规挤出中需要加热可挤出混合物至它可经历塑性流动的温度，然后强制它通过包含一个或更多个开口的板(在此为“模头”)，其赋予新形成的挤出物异型材。之后所述挤出物冷却直到它达到所要求的相对硬异型材。所成形的挤出物以其挤出形式使用例如作为装饰板或栏栅，或者它可切成便利长度的构件并包装用于后续加工例如作为原料用于注塑或吹塑方法。
可成形原料组合物(在此为了便利也称作“可成形组合物”)通常通过混合纤维素纤维、树脂和影响所述组合物及由此形成物品性能的其它组分(也称作添加剂)制备。一旦混合，通常所述可成形组合物的组分“熔合”，即受到加热和共混直到形成实质上均匀的塑性组合物。术语“熔合”用于该方法，因为在加热和共混中独立组分颗粒的边界变为难以区分，因此“熔合”。
尺寸稳定性和表面外观(表面粗糙度)是通常影响成形产品，尤其是挤出产品商业价值的特性并因此是影响用于制备所述产品的方法和组分商业价值的特性。尺寸稳定性通过在它自成形设备例如挤出机模头形成后于固化期间观察成形物品膨胀的量得到评价。膨胀的量有时称作膨胀或离模膨胀。表面光泽度按照已知的标准测量例如ASTM标准D-2523-95和D2457-97测量。表面粗糙度通过目视和触觉评价确定。表面粗糙度也通过表面“密封”程度反映，即所述成形物品如按照ASTM D 570-98所测量对水浸渍的抗性。
对成形产品尤其是挤出物产物的商业价值也重要的是所述成形物品的机械性能例如拉伸强度、挠曲强度、断裂模量和表观弹性模量。这些机械性能可受到用于制备成形物品的可成形组合物准备中包含的润滑剂类型和量的影响。这些机械性能可按照已知的标准测量进行评价，例如用于测量拉伸强度的ASTM标准D638、用于评价挠曲强度的ASTM D 6109-97el或ASTM D 6109-03，当它用于结构材料的表观弹性模量和断裂模量时，结构材料的载荷性能测试通过例如ASTM D4761-02a测定。
对于给定的可成形组合物，通常能够调整所述成型设备的操作参数以改变材料的成形速率。然而，使成形速率最大具有实际限度。例如在挤出的情况中能够通过在更高温度和/或在更高压头下操作挤出机得到挤出速率增加。然而，在一些增加挤出机温度的时候所述可挤出组合物通常开始烧焦，所述挤出物的表面和结构质量开始降低。另外，当压头或挤出机扭矩增加时，通常达到所述挤出材料的尺寸稳定性和/或表面状况是不可接受的情况。
至今已经知道通过增加加入到所述可成形可挤出组合物中的润滑剂的量达到更高的成形速率。然而，在某些情况中使用增加量的润滑剂通常引起所述树脂粘合能力减少，也可导致自所述可成形组合物制备的成形产品拉伸强度减少。在其它情况中，增加润滑剂的量降低所述树脂与纤维之间的粘合相互作用并因此减少自这种可成形物质制备产品的强度和载荷质量。
因此，增加润滑剂的量或改变润滑剂类型，尽管潜在改善所述可成形组合物的可成形性，可对成形产品的机械性能具有有害作用。在某些情况中，某些类型的润滑剂当以非常高比例使用时也可不利影响加工参数例如制备可成形组合物要求的熔合时间也是可能的。
如以上讨论举例说明的那样，通常可成形组合物的可成形性和可挤出性、可压延性及模压性与由此制备的成形物品的机械性能和外观性能是相互有关的，对这些相关性能所有影响的联合作为组合物变化的结果不易于预测。
申请人因此已经认识到需要增强的可成形组合物，尤其是可挤出、可压延、可注塑和可压缩模塑的组合物，其具有合乎需要的加工性能，其也优选提供具有合乎需要的外观性能和/或改善的机械性能的成形物品。尤其是申请人已经认识到需要提供成形基于PVC的组合物，其可成形性等于或改善超过至今使用的那些，优选地也提供具有相当或优良的外观和机械性能的成形物品。本发明一个或更多个方面解决这些和其它需要。
发明概述本发明的一个方面提供可成形，优选地可挤出的组合物，其呈现比较高的加工速率尤其是挤出速率，在优选的实施方案中能够用于制备具有合乎需要的外观性能和/或机械性能的成形物品。本发明可成形组合物的一个优选实施方案包含(a)至少一种热塑性树脂；(b)至少一种增强剂；和(c)至少一种酯蜡。
优选地，在这种实施方案中的酯蜡组分以有效改善所述组合物的可成形性，优选地可挤出性、可压延性或可模压性的量存在。优选地，在挤出情况中用这种可成形组合物改善的加工性能包括在给定成形压力或其它成形参数例如扭矩设定下的类似成形速率。
本发明另一方面涉及成形组合物和包含这种组合物的成形物品。优选地本发明可成形组合物通过成形，优选地通过挤出本发明可成形组合物形成，并且相对于不含酯蜡和通过实质上相同的成形方法形成的相同组合物呈现对所述成形组合物的一种或更多种机械和/或外观性能没有显著的有害作用，优选地改进所述成形组合物的一种或更多种机械和/或外观性能，更优选地显著改进所述成形组合物的一种或更多种机械和/或外观性能。在某些优选的实施方案中提到的机械性能包括断裂模量和表观弹性模量。在某些优选的实施方案中提到的外观性能包括表面粗糙度(如目视测定和/或按照ASTM标准D 570-98在增加的水浸渍测量中所反映)。
本发明另一方面提供包含酯蜡的润滑剂组合物，其尤其很好适合于与本发明可成形组合物一起使用。在一些优选的实施方案中，当与相同润滑剂载荷但实质上缺乏一种或更多种本发明润滑剂组合物基本组分的可成形组合物相比较，本发明润滑剂组合物提供自含所述润滑剂组合物的可成形组合物形成的成形物品机械性能的改善而对所述组合物的加工性能或对由此制备成形物品的外观性能没有显著的有害作用。在某些优选的实施方案中，本发明可成形组合物能够呈现一种或更多种对所述组合物的加工特性通常有利和/或合乎需要的性能，而同时能够成形为具有合乎需要性能例如相对高的拉伸强度和/或相对高度的尺寸稳定性的固体形式。
本发明另一方面涉及制备成形组合物的方法，所述方法包括(a)提供包含以下的可成形组合物(i)至少一种树脂，其特征在于经历塑性流动；(ii)至少一种增强剂；(iii)润滑剂组合物，所述润滑剂组合物包含酯蜡，优选地也包含氧化聚乙烯和硬脂酸锌；和(iv)任选其它添加剂；和(b)优选地通过使所述可成形组合物暴露于剪切应力，优选地通过强制所述组合物通过注射模型成形机的注嘴、压延辊的辊隙或挤出机模头使所述可成形组合物成形以制备成形物品。
本发明的某些优选实施方案涉及提供与物品成形有关的优良操作性能的组合物和方法，其涉及所述组合物与一种或更多种相对硬表面(例如金属表面)例如挤出模头孔口、压延辊辊隙和塑模中的模腔等之间的相对高压或高剪切接触。这种方法通常发生在成形物品的形成过程中，例如在压延方法中树脂片材的形成或通过挤出的异型形成中。如同本领域技术人员知道的，金属脱模特性在用这种方法形成/挤出这种成形物品中可能是重要的，因为在这种方法中通常使用一个或更多个金属部件，其在形成所述可成形组合物的方法中和/或在使所述可成形物质成形中例如在使用各种结构的挤出模头和压延辊中在高剪切和/或压制下接触所述组合物。这种技术对于与形成成形的PVC物品有关的用途通常是有利的。因此，在许多实施方案中尤其重要的是提供具有良好的金属脱模特性同时也呈现所述成形产品良好物理性能的组合物和方法。因此，本发明一个方面提供制备成形树脂物品，优选地PVC片材的方法，所述方法包括(a)提供具有一个或更多个相对硬金属表面的成形部件；(b)提供包含以下的组合物(i)至少一种树脂，其特征在于能够经历塑性流动；
(ii)包含酯蜡和氧化聚乙烯的润滑剂组合物；和(iii)任选其它添加剂；和(c)在有效改变所述组合物的至少一种物理性能、所述组合物的形状或这些中的任何两种或更多种的条件下，使所述组合物与所述一个或更多个相对硬金属表面紧密接触。
优选实施方案详述随后的详细描述涉及以挤出操作形式的成形。然而，用这种方式给出描述主要是为了方便起见，本领域技术人员将能够鉴于在此包含的具体和通常教导连同其它成形方法(包括上述的那些)易于理解和使用本发明，所有这些方法处于本发明范围内。
申请人已经意外地发现当与采用实质上相同的挤出方法和相同的可挤出组合物但不存在实质量的本发明润滑剂组合物制备的成形物品相比较时，通过在包含至少一种树脂和至少一种增强材料的可挤出组合物中包含有效量的本发明润滑剂组合物，自所述可挤出组合物制备的成形物品的外观性能可得到保持或增强，并且伴随地所述成形物品的机械性能可得到保持或改善。
申请人已经发现本发明组合物和方法很好适用于制备有利的制造物品例如装饰板、栏栅、板壁等物品。本发明这些物品的机械性能顺利地比拟至今通常使用的那些物品尤其是装饰板。
预期本发明将对用纤维素材料优选木纤维增强的热塑性聚合物(例如PVC聚合物，其有时为了方便在此称作PVC树脂)的挤出具有广泛范围的适用性。尽管本发明关于纤维素增强的PVC可挤出组合物在以下得到描述和举例说明，确信本发明润滑剂组合物对包含其它树脂和/或增强材料的其它可挤出组合物可具有适用性。例如，包含一种或更多种不是严格热塑性的聚合物例如聚四氟乙烯(PTFE)的增强聚合物组合物的柱塞式挤出可有益地受到本发明影响。因此，术语“可挤出组合物”在此用于不仅指包含具有用纤维素增强材料增强的热塑性的聚合物的组合物，而且也指相对于挤出方法可易于挤出和/或行为类似于热塑性聚合物并且其与具有与纤维素增强材料的那些类似性能的增强材料结合的那些聚合物。组合物(无论是否热塑性)和这种增强材料(无论是否纤维素)有时为了方便起见在此称作增强树脂。
定义某些术语的以下定义涉及本发明组合物和由此制备的挤出物品的描述。
尺寸稳定性指挤出物以与其挤出通过的模头一致的形状固化的趋势。不束缚于任何具体理论，通常确信随着当形成挤出物时所使用的挤出温度降低，所述挤出材料在离开模头后更快固化。另外，随着用于强制所述挤出材料来自模头的压力减少，通常给予所述挤出材料较少的残余弹性力，所述弹性力将在所述挤出物固化期间消除。另外，再次不束缚于任何具体理论，通常确信当伴随所有其它挤出条件固定不变，在相同通过速率下比较两种可挤出组合物时，在较低温度下(或者如果温度固定不变，在较低压力下)挤出的组合物提供具有减少的离模膨胀因此具有改善的尺寸稳定性的挤出物。
不束缚于任何具体理论，确信用于可挤出组合物的润滑剂具有内和/或外润滑性能。通常，确信“内润滑”性能通过减少赋予所述组合物粘度的粘合力对可挤出组合物的加工性能具有影响。通过降低这些力，确信组成所述组合物大部分物质的聚合物分子在施加压力时能够更易于彼此“滑过”。照这样，内润滑通常产生所述可挤出组合物表观粘度的降低，使得它在较低压力下挤出，所有其它挤出因素固定不变。
不束缚于任何具体理论，通常确信外润滑剂自可挤出组合物物质中渗出并且在所述组合物与接触所述组合物的表面的接触面例如在与金属表面接触的位置起作用。那么本发明方法通常需要使所提供的组合物成形，优选地通过使所述组合物暴露于成形剪力以制备成形物品。优选地，所述成形步骤包括使本发明可成形组合物处于其可经历塑性流动的温度下。在优选的实施方案中，这包括加热所述组合物和强制所述可成形组合物在压力下通过由至少一个固体物体产生的相对窄或小的开口。在挤出的情况中，例如所述开口优选地以含有一个或更多个孔开口等模头形式存在以赋予形成的挤出物异型材。在压延的情况中，所述开口优选地通过两个辊之间或一个辊与刮刀、小刀等之间的辊隙形成。在注射模塑中，所述开口通常以喷嘴和/或通道/流道和/或模腔和部件的形式存在。在压塑中，大量可成形组合物置于合适的模腔中，然后通过在相对高压力下暴露于压制成形，当所述组合物强制流入和围绕模腔和其它模具部件时，这又当然使所述可成形组合物暴露于剪切力。
因为这是在组合物中包含外润滑剂要求的结果，这些润滑剂通常选择用于由在组合物中包含它们赋予的“金属脱模”性能。该“金属脱模”性能减少克服通过管道或孔板的流动阻力(对塑性流动的阻力)要求的力。也优选的是该润滑可发生而不引起所述挤出物(一旦形成)质量的实质降低，在某些实施方案中挤出物的表面质量可得到相对改善，例如通过增加挤出物品表面的光滑度。
如在此描述的，某些本发明优选的可挤出组合物和某些优选的成形物品特征为它们改善的性能，那些性能与具有实质上相似润滑剂载荷但其不含有本发明润滑剂组合物的可挤出组合物相比较进行测量。显而易见的是在可挤出组合物中可包含提供给所述组合物润滑性能的多种材料和组合物。一般地，可挤出组合物通过相对于在所述组合物中包含的树脂重量的所述组合物组分的重量比得到描述。如在此使用的短语，可挤出组合物具体组分的“载荷”例如在可挤出组合物中润滑剂组合物的“载荷”指相对于在所述组合物中包含的树脂重量份在所述可挤出组合物中包含的润滑剂组合物的重量百分数。
挤出物品本发明在一个方面涉及包含PVC树脂、增强材料和酯蜡的挤出物品的制备。本发明这个方面的挤出物品具有相当于或优于包含类似载荷的增强材料和实质上缺乏酯蜡的挤出物品的外观和机械性能，优选地至少一种性能是优越的。与本发明潜在相关的外观性能包括挤出物品的尺寸稳定性、表面粗糙度和表面光泽度。可改善的潜在相关的机械性能包括挤出物品的固有挠曲和拉伸强度以及所述挤出物品的表观弹性模量和断裂模量。
外观性能的改善包括目测相当于或比实质上不含酯蜡的比较挤出物品更光滑的表面外观。机械性能包括增强材料改善的分散作用，如通过以下描述的方法测定的那样，和物品增加的断裂模量和/或表观弹性模量，如按照Acceptance Criteria For Deck Board Span Ratingsand Guardrail Systems(装饰板跨距等级和护栏系统验收标准)，由ICBO Evaluation Services，Inc.公布，2002年5月1日生效测量的那样，其在此通过引用结合到本文中。
所述增强材料在所述挤出物品中均匀分散的程度可通过取得挤出物品的横截面，目测检查所述横截面区域的聚结材料(如通过所述表面非均匀外观表现的)确定。另外检查所述横截面区域外观孔隙度(所述挤出物品的聚合物基质中的空穴)。通常，优选的本发明挤出物品在受到这种检查时呈现更均匀的横截面，这是由于与自缺乏所述可挤出组合物的一种或更多种必要组分(无论是否以润滑剂组合物的形式单独存在)的可挤出组合物制备的挤出物品相比较改善的增强材料分散作用。通常，优选的本发明挤出物品显示减少或消除孔隙度。
增强的挤出物品和性能优点以及制备挤出物品中考虑的挤出方面的另外实例在附加的标题为“Formulating to Enhance the FlexuralStrength of PVC/Wood Composites(配制增强PVC/Wood复合材料的挠曲强度)”的29页Appendix A和在附加的标题为“Formulating toEnhance the Flexural Properties of PVC/Wood Composites(配制增强PVC/Wood复合材料的挠曲性能)”的16页Appendix B中得到讨论。
方法本发明一方面涉及优选地自包含酯蜡(优选地作为本发明润滑剂组合物的组分)、树脂(优选PVC树脂)和增强材料(在许多实施方案中)的可挤出组合物制备成形物品的方法。如在此详细讨论的那样，除了改善由此制备的挤出物品的机械性能以外，本发明组合物提供改善所述可挤出组合物的一种或更多种可挤出性能和所述挤出物的外观性能。优选地，本发明改善在标准条件下测量，与包含实质上类似重量百分数的润滑剂但实质上缺乏本发明组合物的一种或更多种必要组分的可挤出组合物相比较。这种描述的可挤出组合物在此为了方便称为比较性可挤出组合物。在一些优选的方法中，本发明成形物品具有的机械性能优于自比较性可挤出组合物形成的成形物品具有的机械性能，本发明成形物品由其制备的所述可挤出组合物优选地具有的可挤出性能至少实质上相当于，优选地优于所述比较性可挤出组合物。在一些优选的实施方案中，所述成形物品具有与自比较性可挤出组合物制备的挤出物至少相同的机械性能，本发明成形物品由其制备的所述可挤出组合物的至少一种可挤出性能优于比较性可挤出组合物的可挤出性能。
如同所述术语在此使用的那样，比较性润滑剂组合物(其可仅包含单一的润滑剂物质)为完全或实质程度地缺乏本发明润滑剂组合物的一种或更多种必要组分的润滑剂组合物。
本发明方法优选地包括提供本发明组合物和使所述组合物暴露于剪力，所述剪力引起组合物改变其一种或更多种物理性能例如均匀性、内部化学结构(例如熔合)和形状(例如挤出可挤出组合物)。如本领域已知的那样，可挤出组合物的要求根据用于使所述可成形组合物成形的设备和尤其是由此形成的挤出物要求的性能广泛变化，预期所有这种要求可通过处于本发明范围内的组合物得到满足。为了方便起见，可挤出组合物的性能在此称作可挤出组合物的“可挤出性能”。
尽管预期本发明可挤出组合物可通过本领域已知的任何方法提供，通常优选的是所提供的可挤出组合物通过混合至少一种树脂、增强材料和包含一种或更多种对所述可挤出组合物具有有益润滑作用组分的润滑组合物形成。当所述润滑组合物包含多于一种组分时，组分的联合可连续或同时地作为单独组分提供给可挤出组合物。或者，按照本发明的某些方面，所述润滑组分的联合可作为以单独润滑剂组合物形式的组分混合物提供。
通常，可挤出组合物通过在共混步骤中混合所述可挤出组合物的组分而提供，所述共混步骤包括混合树脂、增强材料和其它任选组分(如果存在)和本发明润滑剂组分的联合。在制备可挤出组合物中，优选地所述混合物经外部加热并共混。优选地所述共混步骤在所述组合物中引起另外的剪切加热。优选地剪切加热和来自外部热源的热的联合引起所述组合物的单独颗粒软化和熔合，产生实质上均匀的物质。在熔点(熔点)，所述组合物中独立微粒的特性优选地实质上丧失。
本发明组合物的可挤出性能可通过在固定条件下实施这种加热和共混操作并测量所生成物质的某些方面得到评价。应意识到这种试验可在任何条件下进行，所述条件在考虑试验装置(例如转矩流变仪)的操作能力是适合的，与选择用于受试组合物的具体组分相容。为了方便起见，选择用于比较性评价可挤出组合物的任何条件在此称作标准条件。当采用标准条件时，达到熔点要求的共混时间称作“熔化时间”。在标准条件下，通常在熔点，组合物的粘度为最大值，在大约该相同点会出现共混所述物质要求的扭矩的最大值。所述扭矩最大值与熔化粘度相关，可作为熔化扭矩报导，两者中任何一个都是可挤出组合物的性能优点。
伴随在标准条件下继续共混，期待所述组合物的粘度和共混所述组合物要求的扭矩将降低至相对稳态状况。所述稳态值称作平衡粘度，所述组合物此时的温度称作平衡温度，在平衡温度下共混所述组合物要求的扭矩称作平衡扭矩。在具体温度下，平衡扭矩或平衡粘度中的任何一个是可挤出组合物的性能优点，可在适当情况下用于比较不同可挤出组合物的可挤出性。可挤出组合物的所有以上可测量的性能可在适当情况下用作比较两种不同可挤出组合物的基础。
伴随在标准条件下进一步继续共混，期待至少本发明某些组合物开始交联，所述组合物的粘度和因此继续共混要求的扭矩开始升高。在标准条件下，熔点与由于交联引起的可测量的粘度升高开始之间的经过时间称作稳定时间。在标准条件下，所述稳定时间也是可挤出组合物的性能优点，可在适当情况下用于比较两种不同可挤出组合物的可挤出性。
因此，在标准条件下测量的可挤出组合物的上述性能可表示所述可挤出组合物的可挤出性能。通过在标准条件下测量这些性能，可进行各种可挤出组合物可挤出性能的定性和定量比较。其它可挤出性能可通过在实质上相同的条件下比较自相同挤出机中挤出的组合物进行测量。这些可挤出性能的实例包括对给定的挤出机扭矩设定或压头值的组合物挤出速率。
本发明方法也包括挤出或成形所提供的可成形组合物以制备成形物品。许多具体的成形/挤出技术是本领域熟知的，预期所有这种技术可适用于本发明。在某些优选的实施方案中，挤出所述组合物的步骤包括将所述组合物引入到具有至少两个金属压延辊的压延操作中。优选地，所述挤出步骤包括使本发明可挤出组合物处于其可经历塑性流动的温度。
在某些优选的实施方案中，所述挤出步骤包括加热所述可挤出组合物和通过强制所述可挤出组合物通过包含一个或更多个开口的模头和/或在至少两个金属辊之间压延所述组合物改变所述组合物的形状。对于其中使用模头的实施方案，所述模头的开口赋予新形成的挤出物异型材。在任何情况中，因此形成的挤出物可如以上描述的那样评价外观性能，其包括尺寸稳定性(离模膨胀)和表面外观(粗糙度、密封)。因此，在固定条件下，不同的可挤出组合物也可基于每单位时间强制给定量的可挤出组合物通过模头、压延辊等要求的力的量进行评价和比较，自不同的可挤出组合物制备的挤出物基于它们的尺寸稳定性和外观性能比较。因此，本发明可挤出组合物和由其制备的挤出物另外的优点特征值是挤出所述可挤出组合物需要的压力或力和/或所述组合物的金属脱模性能。这些量伴随所有其它挤出变量固定不变得到确定。当挤出条件自被比较的可挤出组合物提供挤出物品时，其中以上提及的外观质量实质上相当，测量所述力(The force measured when the conditions of extrusion provide extrudedarticles from the extrudable compositions being compared in which theabove-mentioned appearance qualities are substantially equivalent.)。
如以上提及的那样，本发明一个方面是改善增强材料在可挤出组合物中，伴随地在由所述组合物制备的挤出物品中的分散作用。如所知道的那样，改善所述增强材料在组合物中的分散作用可改善自这种可挤出组合物制备的挤出物品的机械性能，提供增强材料更划算的利用。也如所知道的那样，增强材料改善的分散作用可改变所述组合物其它可测量的性能。例如在所有其它因素相当的情况下增加增强材料在PVC可挤出组合物中的分散程度可在给定温度下增加所述组合物的表观粘度，导致在给定速率下挤出所述组合物需要更高的挤出机扭矩。
本发明方法也包括提供成形物品，所述成形物品与在实质上相似的挤出条件下自具有实质上相同载荷的比较润滑剂的比较性可挤出组合物制备的成形物品(标准比较条件)相比较具有改善的机械性能。如将理解和以上描述的那样，存在多种标准用于评价成形物品的各种机械性能，包括例如用于测量拉伸强度的ASTM标准D 638、用于评价挠曲强度的ASTM D 6109-031，当它用于结构材料的表观弹性模量和断裂模量时，结构材料的载荷性能测试通过例如ASTMD4761-02 a测定。
按照以上描述的性能优点和标准比较条件，在一些优选的实施方案中，本发明可挤出组合物包含一定量的润滑剂组合物，所述润滑剂组合物含有一定比例的组分，所述组分选择用于提供具有至少相当于标准可挤出组合物的可挤出性能的可挤出组合物同时提供呈现拉伸强度、挠曲强度、断裂模量、表观弹性模量中一种或更多种的增加(如按照ASTM D6109-03或ASTM D47 61-02a测定，两者在此通过引用结合到本文中)的由此得到的挤出物。更优选的是提供具有改善的机械性能和具有改善的可挤出性能的挤出物品的可挤出组合物。甚至更优选的是提供呈现这些改善的可挤出性能的挤出物和提供具有至少一种改善的机械性能和至少一种改善的外观性能(即表面粗糙度和/或密封、光泽度及尺寸稳定性)的挤出物品的本发明可挤出组合物。
按照以上描述的性能优点和标准比较条件，在一些实施方案中，选择本发明润滑剂组合物的组分和它们的重量比，所述组合物在本发明组合物中包含的量使得提供组合物，优选地可挤出组合物，所述组合物具有减少的一种或更多种以下可挤出性能熔化温度、熔化时间、每单位时间挤出给定量的可挤出组合物要求的力(如通过挤出机压头或扭矩测量)和任选地在一些实施方案中的金属脱模。更优选地，所述可挤出组合物的组分和它们的相对量经选择以在至少一种以上提及的可挤出性能提供至少约3％改进，仍然更优选至少约5％改进，更优选至少约10％改进，更优选至少约20％改进，同时提供呈现拉伸强度、挠曲强度、断裂模量、表观弹性模量中一种或更多种的改进(如按照ASTM D6109-03或ASTM D4761-02a测定，两者在此通过引用结合到本文中)的由此得到的挤出物。更优选的是具有这些改善的可挤出性能和提供在给定的机械性能呈现至少约5％，更优选至少约10％，更优选至少约15％，甚至更优选至少约20％改进的挤出物品的挤出物。
按照以上描述的性能优点和标准比较条件，在一些优选的实施方案中，选择本发明润滑剂组合物的组分和比例，所述润滑剂组合物包含在本发明可挤出组合物中的量使得提供具有至少相当于标准可挤出组合物的可挤出性能的可挤出组合物，优选地其在至少一种以上提及的可挤出性能具有至少约2％，更优选至少约5％，更优选至少约10％改进，同时提供呈现表面粗糙度、表面光泽度和尺寸稳定性中任何一种的改善和在拉伸强度、挠曲强度、断裂模量、表观弹性模量中一种或更多种的增加(如按照ASTM D6109-03或ASTMD4761-02a测定)的由此得到的挤出物。更优选的是呈现一种或更多种改善的可挤出性能和提供在至少一种外观性能具有至少约2％增加，更优选至少约5％，甚至更优选至少约10％增加和在一种或更多种以上提及的机械性能具有增加的挤出物品的挤出物。更优选的是提供以上提及的改善的可挤出性能和提供具有以上提及的改善的外观性能的挤出物品和在一种或更多种以上提及的机械性能提供至少5％，更优选至少约10％，更优选至少约20％增加的可挤出组合物。
按照以上描述的性能优点和标准比较条件，在一些优选的实施方案中，选择本发明润滑剂组合物的组分和比例，所述组合物包含在本发明可挤出组合物中的量使得提供可挤出组合物，可由此制备的成形物品在拉伸强度、挠曲强度、断裂模量、表观弹性模量中一种或更多种具有至少约10％增加，更优选至少约15％增加，更优选至少约20％增加，更优选超过30％增加(如按照ASTM D6109-03或ASTM D4761-02a测定)。
在本发明一些实施方案中，优选的是本发明润滑剂组合物的用量在标准比较条件下有效减少每单位时间强制给定量的可挤出组合物通过模头需要的力至少约2％，更优选至少约5％，甚至更优选至少约10％，同时提供自所述可挤出组合物制备的挤出物，其在拉伸强度、挠曲强度、断裂模量和表观弹性模量中的一种或更多种优选地具有至少约5％，更优选至少约10％，甚至更优选至少约20％增加(如按照ASTM D6109-03或ASTM D4761-02a测定)。在这种实施方案中，也通常优选的是本发明可挤出组合物的其它可挤出性能与所述比较性可挤出组合物相比较没有实质降低。在这种实施方案中，也通常优选的是在标准条件下自本发明可挤出组合物制备的挤出物产物的外观和机械性能(如以下详细描述)与在标准条件下自类似润滑剂载荷的比较性可挤出组合物制备的挤出物相比较得到改善。
不束缚于任何具体理论，当以以下表示的比例和量混合时，本发明润滑剂组合物的组分提供可挤出组合物要求的内和外润滑性能而在由此制备的挤出物的机械和外观性能未提供以上提及的有害作用。
在一些优选的实施方案中，本发明润滑剂组合物的用量使得提供至少一种以上描述的可挤出性能的改进和/或增强材料分散程度的改进，如按照在此描述的目测方法测量。当所述润滑剂在所述组合物的可挤出性能提供改进时，优选地所述润滑剂组合物的用量使得不仅在可挤出组合物对塑性流动抗性提供至少约2％减少，更优选至少约5％减少，更优选至少约10％减少(与使用类似量比较性润滑剂的可挤出组合物相比较，挤出条件相同)，在自本发明可挤出组合物制备的挤出物产物的断裂模量、表观弹性模量、挠曲强度和/或拉伸强度中的一种或更多种提供至少约5％，更优选至少约10％，更优选至少约20％增加(如按照ASTM D6109-03或ASTM D4761-02a测定)。因此本发明的优选方法能够提供采用驱动挤出方法要求的相对低的压头和相对低的扭矩的挤出步骤，其每一个也都是可挤出组合物的可挤出性能可得到测量的特征。在某些实施方案中，润滑剂组合物在组合物中的存在量优选地相对于要求的压头有效减少压头至少约5％，更优选至少约10％，除了存在本发明润滑剂组合物以外所有其它条件实质相同，伴随地在自本发明可挤出组合物制备的挤出物产物的断裂模量、表观弹性模量、拉伸强度和/或挠曲强度提供至少约5％，更优选至少约10％增加。也优选的是在某些实施方案中润滑剂组合物在可挤出组合物中的存在量相对于要求的挤出扭矩有效减少挤出扭矩至少约2％，更优选至少约5％，甚至更优选至少约10％，除了存在所述润滑剂组合物以外所有其它条件实质相同，伴随地在自所述可挤出组合物制备的挤出物产物的断裂模量和/或表观弹性模量和/或拉伸强度和/或挠曲强度中一种或更多种提供至少约5％，更优选至少约10％增加(如按照ASTM D6109-03或ASTM D4761-02a测定)。
本发明的某些优选方法因此能够提供具有大大改善的尺寸稳定性的挤出物(挤出产物)。优选地本发明润滑剂组合物在可挤出组合物中的存在量有效增加挤出产物尺寸稳定性，伴随地提供自所述可挤出组合物制备的挤出物品的断裂模量、表观弹性模量、拉伸强度和/或挠曲强度中一种或更多种的增加。优选地所述可挤出组合物中使用的润滑剂组合物的量相对于在相同的挤出机条件下自比较性可挤出组合物提供的挤出物品提供至少约2％，更优选至少约5％，甚至更优选至少约10％尺寸稳定性改进。优选地，与自比较性可挤出组合物制备的挤出物品相比较，伴随地自本发明可挤出组合物制备的挤出物品机械性能增加，在断裂模量、表观弹性模量、拉伸强度和/或挠曲强度中至少一种增加至少约5％，更优选至少约10％，如按照ASTM D6109-03或ASTM D4761-02a测定。
如以上讨论的那样，不束缚于任何具体理论，外润滑剂减少可挤出组合物与接触所述组合物表面之间的粘合力。当所述可挤出组合物包含增强材料时，包含大部分组合物的树脂在挤出期间实质程度地粘合到模头的趋势可用于在离开所述模头时自可挤出组合物牵拉增强材料。这种趋势在挤出产物上产生具有粒状或甚至有凹痕(“玉米芯(corn cobb)”)外观的表面，降低所述挤出物的商业价值。挤出物表面的质量一般地通过评价其粗糙度和/或其反射率(光泽度)得到评价。光泽度的测量是已知的，例如ASTM标准D-2523-95和D2457-97。粗糙度的变化通过目测和/或触觉比较两个表面确定。表面粗糙度也通过挤出物品的水浸渍程度反映，如按照ASDM D-570-98测量。当表面粗糙度增加，表面密封不太好，水在试验下浸渍到挤出物品体内至增加的程度。优选地本发明润滑剂组分在可挤出组合物中存在的总量相对于对除了存在本发明润滑剂组合物以外所有其它条件实质上相同的挤出物品观察到的有效降低水浸渍至少约2％，更优选至少约5％，甚至更优选至少约10％，伴随地在自所述可挤出组合物制备的挤出物产物的断裂模量和/或表观弹性模量和/或拉伸强度和/或挠曲强度中一种或更多种提供至少约5％，更优选至少约10％增加(按照ASTM D6109-03或ASTM D4761-02a测定)。
可发现本发明某些润滑剂组合物也可通过改善所述组合物增强材料与树脂组分之间的润湿(并且因此改善它们之间的粘合力)而作为表面活性剂。这通过选自断裂模量和/或表观弹性模量和/或拉伸强度和/或挠曲强度和/或载荷容量中的一种或更多种机械性能的增加得到证实。
当它自孔板开口或自压延辊之间等形成时，所述成形物品优选地冷却以制备具有由模头或辊赋予的基本形状的相对硬物品。所成形的挤出物可以其挤出形式例如作为装饰模制件、作为栅栏部件、作为建筑物板壁、作为窗户部件、作为门侧壁、作为基线板、作为防水板等产品使用，所有这种通过本发明方法或采用本发明组合物制备的产品处于本发明范围内。所述挤出物也可切成便利长度的构件并包装用于后续加工例如作为原料用于注塑或吹塑方法。
在优选的实施方案中本发明方法因此包括提供包含至少一种聚氯乙烯树脂、纤维素增强组分和本发明润滑剂组合物的可挤出组合物。本发明润滑剂组合物在可挤出组合物中存在的量优选地有效改善由此制备挤出物的至少一种机械性能，同时提供具有合乎需要的、优选优良的可挤出性能的可挤出组合物。因此，当与具有实质上相似载荷的润滑剂但实质上不含一种或更多种本发明润滑剂组合物组分的比较性可挤出组合物(比较性可挤出组合物)相比较时，本发明可挤出组合物的可挤出性能是至少相当的，优选地至少一种加工性能得到改善。伴随地，当与自比较性可挤出组合物制备的挤出物品比较时，自本发明可挤出组合物制备的挤出物品的机械性能得到改善。
优选地，本发明方法在至少一种挤出性能量度和在一种挤出物外观质量量度中产生改善。更优选地，本发明方法在以下每一种中呈现改善的性能可挤出性标准(例如挤出扭矩、压头和加工稳定性)；自可挤出组合物制备的挤出物产物的外观性能(例如表面粗糙度、光泽度和尺寸稳定性)；和由此制备的挤出物品的机械性能(例如拉伸强度、挠曲强度、断裂模量和表观弹性模量)。
组合物本发明提供可挤出组合物、用于配制可挤出组合物的添加剂组合物(包括润滑剂组合物)和自本发明可挤出组合物形成的挤出组合物(包括成形物品)。
可挤出组合物本发明可挤出组合物包含树脂、增强材料、酯蜡与氧化聚乙烯蜡的组合和硬脂酸锌。在某些实施方案中所述组合物可任选包含另外的热稳定剂例如硬脂酸钙和另外的润滑剂例如石蜡。酯蜡与氧化聚乙烯蜡的组合和硬脂酸锌组分(当存在时)及任选的其它组分例如硬脂酸钙和石蜡可作为单独的组合物制备。无论是作为单独的组分加入到可挤出组合物中或作为单独的组合物制备并且作为组分的混合物加入到可挤出组合物中，这些组分有时为了方便起见在此称作“润滑剂组合物”。除了树脂、增强材料和润滑剂组合物以外，本发明优选的可挤出组合物可任选包含其它添加剂，包括可在可挤出组合物中实施一些相同或类似功能的其它组分，例如其它润滑剂组分、冲击改性剂、填充剂(例如碳酸钙)、热稳定剂(例如基于锡的稳定剂如来自Rohm&Haas的TM281)、加工助剂(例如丙烯酸类共聚物)、粘合剂、着色剂等，例如在Handbook of Plastic Materials andTechnology(塑性材料手册和技术)，I.Rubin编辑，Wiley-Interscience，John Wiley&Sons，Inc.New York，1990中描述的那些和在PlasticAdditives and Modifiers Handbook(塑料添加剂和改性剂手册)，J.Edenbaum编辑，Van Nostrand Reinhold，New York，1992，第3章中描述的那些，其在此通过引用结合到本文中。
尽管可制备仅包含树脂、增强材料、至少一种酯蜡、至少一种氧化聚乙烯蜡的本发明可挤出组合物，应意识到另外的考虑可要求包含其它组分。这些考虑包括各种加工设备要求、由待挤出的具体异型材提出的要求和其它技术认知的考虑。在一些优选的实施方案中，可挤出组合物包含润滑剂组合物，所述润滑剂组合物含有石蜡、酯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸锌和任选硬脂酸钙。
优选地，本发明可挤出组合物组分的量和类型经选择以致于所述组合物呈现在标准试验条件下测定的一种或更多种以下性能较低的熔化扭矩、较低的平衡扭矩、熔化时间减少、平衡温度减少和加工稳定性(动力学热稳定性)增加和/或通过挤出可挤出组合物制备的挤出物品(挤出物产物)的尺寸稳定性和/或表面粗糙度和/或表面光泽度和/或金属脱模性能的改善。如以上提及，这些特性通常导致所述挤出方法特性和/或外观和用途的改善，因此改善挤出物产物的商业价值。伴随提供一种或更多种以上提及性能的改进，构成本发明可挤出组合物中使用的润滑剂组合物的组分的量和类型优选地也在自所述可挤出组合物制备的挤出物产物提供改进的机械性能。改进的机械性能的实例包括挠曲强度、拉伸强度、断裂模量和表观弹性模量中一种或更多种的增加。也就是说，本发明人已经发现当在以上提及的标准条件下与具有实质上相似载荷的润滑剂组合物的缺乏实质程度的一种或更多种本发明润滑剂组合物组分的可挤出组合物(比较性可挤出组合物)相比较时，在增强的可挤出组合物优选包含PVC和纤维素增强材料的组合物中包含在此详细描述的本发明润滑剂组分可提供组合物，所述组合物在自所述可挤出组合物制备的挤出物产物呈现改进的可挤出性能和/或尺寸稳定性和/或表面粗糙度和/或表面光泽度改进。伴随地，当在标准条件下与自比较性可挤出组合物制备的挤出物品相比较，自本发明可挤出组合物制备的挤出物品具有改进的机械性能。
通常，对于所述可挤出组合物的加工性能，伴随另外固定挤出参数，与所述可挤出组合物的加工有关的一种或更多种以下性能通过在所述组合物中包含本发明润滑剂组合物得到改善(a)增强材料在组合物中改善的分散作用；(b)较低的压头；(c)较低的熔化扭矩；(d)较低的挤出温度；(e)较低的表观粘度；和金属脱模。通常，对于通过在另外的固定条件下挤出自本发明可挤出组合物制备的挤出物品的外观性能可观察到挤出物尺寸稳定性和/或表面粗糙度和/或表面光泽度的改善，代替或除了以上提及的加工性能改进。除了所述可挤出组合物任何一种或所有以上提及的加工性能和通过挤出本发明可挤出组合物制备的挤出物品的外观性能改进，通过在标准条件下自本发明组合物制备的挤出物品也呈现一种或更多种机械性能的改善挠曲强度和/或拉伸强度和/或断裂模量和/或表观弹性模量，这些机械性能按照以上提及的标准进行评价。
树脂本发明可挤出组合物可包含热塑性树脂或呈现热塑性能或可挤出的树脂。因此，预期可使用树脂例如聚碳酸酯、ABS塑料和高工程塑料。然而，通常优选的是本发明组合物的树脂包括乙烯基树脂，优选地基本由乙烯基树脂组成，即一种或更多种具有乙烯基(CH2＝CH)作为起始结构单元的聚合物(包括均聚物、共聚物、三元共聚物等)。尤其优选的是聚氯乙烯(PVC)，尤其是悬浮体、分散体、乳液或本体PVC树脂，优选悬浮体和本体PVC树脂。在优选的实施方案中，本发明PVC树脂的Filentscher K-值为约50-约70，甚至更优选约55-约65。
增强材料本发明可挤出组合物和由此制备的挤出物产物主要包含在此详细描述的树脂，和在优选实施方案中与其混合，优选地实质均匀分散在其中的增强材料，为了方便有时在此也称作“增强剂”。也应意识到增强材料可具有广泛种类的形状例如纤维、小片和颗粒。尽管可包含广泛种类的增强材料(例如玻璃纤维、滑石、芳族聚酰胺纤维(aramide fiber)等)，优选地增强材料包括纤维素材料(为了方便有时在此也称作纤维素增强组分)。合适的纤维素增强组分的实例包括锯屑、木屑、木粉、bisal、大麻和亚麻。市售可得到的纤维素增强纤维为例如60目美国长叶松，得自American Wood Fiber Co.。
以下将描述优选润滑剂组合物的各种组分，制备本发明可挤出组合物和润滑剂组合物的优选方法，然后将呈现润滑剂组合物及其用途的实例。
润滑剂组合物一种用于本发明可挤出组合物和用于制备本发明添加剂组合物的优选润滑剂组合物包含(i)酯蜡；(ii)氧化聚乙烯蜡；和优选地(iii)硬脂酸锌。在一些优选的润滑剂组合物中，也包含硬脂酸钙和石蜡组分。
在一些优选的实施方案中，润滑剂组合物组分的重量比经选择以至于当所述润滑剂组合物以提供每一百重量份树脂约2重量份-约5重量份的润滑剂组合物的量加入可挤出组合物中时，提供的可挤出组合物产生的挤出物的断裂模量(如通过ASTM D6109-97el测量)超过自具有相同的润滑剂载荷但具有实质上缺乏本发明润滑剂组合物的一种或更多种必要组分的润滑剂组合物的可挤出组合物制备的挤出物。更优选地，选择提供断裂模量增加至少约20％的比例。
在一个优选的实施方案中，申请人的润滑剂组合物包含(a)酯蜡；(b)聚乙烯蜡；(c)硬脂酸锌；(d)石蜡；和(e)硬脂酸钙，所述润滑剂组合物组分的相对量经选择以在自所述组合物制备的挤出物产物提供与自实质上缺乏硬脂酸锌、酯蜡或氧化聚乙烯蜡组分中的一种或更多种的可挤出组合物制备的挤出物产物相比较拉伸强度的有利增加。尽管不希望束缚于任何具体理论，申请人确信当所述润滑剂组合物的组分形成增强的可挤出组合物的一部分时，它们改善了树脂对组合物中增强剂的亲合力，同时提供给所述组合物润滑性质和热稳定性。
酯蜡组分适用于本发明润滑剂和可挤出组合物的酯蜡的实例包括聚合化合物，其可在单官能脂肪酸(例如硬脂酸)或其它单官能亲脂性有机酸存在下，通过二或多官能羧酸(例如己二酸)与二或多官能醇(例如季戊四醇)缩合制备。所有以上提及的反应物为商业品。
各种酯蜡的制备和用途已例如在Nakamachi等的美国专利6485804、Lindner的美国专利5621033、Anderson等的美国专利5039740、Hasegawa等的美国专利4681975、Okitsu等的美国专利4454313和Williams等的美国专利3972962中得到描述，每一个在此通过引用结合到本文中。在某些优选实施方案中，适用于本发明润滑剂组合物的酯蜡具有下面的性能酸值为约1-约25mg KOH/g酯蜡，粘度为100℃下的约30厘泊-176℃下的约160厘泊。
为用于本发明的润滑剂组合物，优选的是如果酯蜡具有约10mgKOH/g蜡-约18mg KOH/g蜡的酸值和具有115℃下约50厘沲的粘度。更优选为包含含有季戊四醇∶己二酸∶硬脂酸重量比为约16∶14∶70的反应缩合产物的酯蜡，通过ASTM D-1316测量的残余酸值为约12mg KOH/g酯蜡，约116℃下的粘度为约50厘沲。
适用于本发明润滑剂组合物的酯蜡为以商品名RheolubTMSpecialty酯市售得自Honeywell，包括例如RheolubTM710、RheolubTM830和RheolubTM1800。
可替代以上描述的本发明润滑剂组合物中酯蜡的其它化合物包括季戊四醇-己二酸酯-油酸酯(aleate)、季戊四醇-四硬脂酸酯、季戊四醇-单硬脂酸酯、季戊四醇-二硬脂酸酯及其两种或更多种的混合物。许多这些可作为物品或商品得到，例如得自Cognis的Pentesters。
氧化聚乙烯蜡组分氧化聚乙烯聚合物(在下文为氧化聚乙烯或OPE)多年来已知为表面活性材料。这些材料一般自烯烃聚合物例如聚乙烯或“聚乙烯蜡”烯烃-共聚物例如聚乙烯/聚丁二烯和聚乙烯/聚甲基丙烯酸制备，通过使所述聚合物或共聚物受到氧化使得氧官能团(例如以羰基官能团形式)引入到聚合物中，使其不太疏水。多种出版物描述了这些材料的制备和各种用途，例如Deckers等的美国专利6060565、Hettche等的美国专利4459388、Bush等的美国专利3322711和Bauum的美国专利3234197，其公开和参考文献在此通过引用结合到本文中。
这些材料的实例可市售得到，例如A-CWax系列氧化聚乙烯材料，得自Honeywell International Inc.(“Honeywell”)。
为了用于本发明润滑剂组合物，最有用的氧化聚乙烯材料具有以下性能(i)Brookfield粘度为140℃下约200(厘泊)cps-150℃下约85000cps；和(ii)通过ASTM D-1386、305-OR-1或TMP-QCL-006测量的酸值为约5mg KOH/g材料-约19g KOH/g材料。更优选氧化聚乙烯蜡组分的Brookfield粘度为150℃下至少6000cps，酸值不大于20mg.KOH/g蜡。优选OPE组分的Brookfield粘度为150℃下约8500cps-约85000cps，通过ASTM D 638和D 6109测量的酸值为约7mgKOH/g材料-约20mg KOH/g材料。处于这个范围内的可市售得到材料为AC 316氧化聚乙烯，另一种为AC 307氧化聚乙烯，两者可得自Honeywell。
硬脂酸锌组分适用于本发明润滑剂组合物的硬脂酸锌指任何市售可得的通常称作“硬脂酸”的脂肪酸的锌盐。这不仅包括基本上由十八烷酸锌组成的高纯度盐，而且也包括食品级和工业级材料，所述材料包含一定范围的反映脂肪酸源(该材料由其制备)组成的脂肪酸锌盐组分。这些变体为本领域技术人员所熟悉。通常，任何具有可接受等级和纯度的用作可挤出组合物中的热稳定剂的硬脂酸锌可用于本发明组合物。合适的硬脂酸锌的市售可得的实例为得自NORAC的COAD硬脂酸锌。
任选的石蜡组分当存在时，本发明润滑剂组合物的石蜡组分包含足够分子量的线形和支化脂族烃的混合物，它们在低于约60℃的温度下通常为固体材料，100℃下通常具有大于5厘沲的粘度。如所理解，石蜡有时也称作烃润滑剂。适用于可挤出组合物的石蜡见述于Handbook ofPlastic Materials and Technology(塑性材料手册和技术)，I.Rubin编辑，Wiley-Interscience，John Wiley&Sons，Inc.，New York，1990，其在此通过引用结合到本文中。
适用于本发明组合物的市售可得石蜡的实例可见于得自Honeywell的RheochemTM系列润滑剂，例如RheochemTMRL-145、RL-165和RL-185。其它合适的石蜡润滑剂应为显而易见的。
任选的硬脂酸钙组分当存在时，用于本发明组合物的合适的硬脂酸钙组分可为预制盐形式，或在制备润滑剂组合物期间通过用钙碱处理含有硬脂酸的组合物组分的混合物原位形成。例如用氧化钙中和游离硬脂酸形成钙盐。
原位制备硬脂酸钙的第二个实例是通过将氢氧化钙和脂肪酸加入到组合物中。通常，当所述组合物包含脂肪酸和氢氧化钙组分时，优选地通过使液体形式的蜡和脂肪酸共混在一起，随后通过在其中至少部分脂肪酸被中和的条件下进行的反应步骤制备组合物，如由关于可挤出PVC组合物(其中共混有成品添加剂组合物)要求的性能的技术认知的变量所确定。优选地，在包含脂肪酸和氢氧化钙的添加剂组合物组分共混期间达到的混合和温度条件经调整以确保所述氢氧化物和酸的中和反应实质上进行完全。提供硬脂酸钙的其它方法是显而易见的。
适用于本发明组合物的市售可得到的硬脂酸钙的实例为例如得自Norac的COAD 10硬脂酸钙。应意识到硬脂酸钙组分的纯度水平和等级可显著变化，自工业级市售物品至食品级材料至高度纯化材料，仍然处于本发明范围内。
对于在大多数可挤出组合物中的用途，本发明润滑剂组合物包含约50％重量-约80％重量，更优选约60％重量-约80％重量，更优选约50％重量-约70％重量，更优选约60％重量-约70％重量的酯蜡、约10％重量-约30％重量，更优选约10％重量-约20％重量的氧化聚乙烯蜡，和一些至约25％重量，优选约1％重量-约25％重量，更优选约1％重量-约20％重量，更优选约1％重量-约10％重量硬脂酸锌。在一个优选的实施方案中，本发明润滑剂组合物另外包含高达另外10％重量的至少一种石蜡和高达另外25％重量的硬脂酸钙。具有处于这些范围之外量的组合物也可按可挤出组合物(其中加入本发明润滑剂组合物)的要求使用。
在一些实施方案中，申请人的润滑剂组合物包含(a)酯蜡；(b)聚乙烯蜡；(c)硬脂酸锌；(d)石蜡；和(e)硬脂酸钙，所述润滑剂组合物组分的相对量经选择以在自所述组合物制备的挤出物产物提供与自实质上缺乏硬脂酸锌、酯蜡或氧化聚乙烯蜡组分中一种或更多种的可挤出组合物制备的挤出物产物相比较拉伸强度有利的增加。
在一个实施方案中，申请人的润滑剂组合物包含(a)约1％重量-约10％重量的石蜡；(b)约10％重量-约60％重量的酯蜡；(c)约5％重量-约30％重量的氧化聚乙烯蜡；(d)约5％重量-约25％重量的硬脂酸钙；和(e)约1％重量-约25％重量的硬脂酸锌。
应意识到通过已知原理指导，可使用处于这些优选范围之外的这些组分值并且保持在本发明范围内。
添加剂如以上提及，本发明可挤出组合物也可包含一般地包含在可挤出组合物中，优选如以上描述的PVC树脂中的其它添加剂，包括具有热稳定性的那些添加剂并且也包括具有内和外润滑性能的那些添加剂。在此，这些称为“补充”以将它们区别于也具有润滑和热稳定性能的本发明润滑剂组合物。因此，所使用润滑剂组合物的量和构成所述润滑剂组合物的组分的量可按照已知原则根据所述组合物中的补充润滑剂、稳定剂等的量调整。
补充热稳定剂的实例包括当加入到可挤出PVC组合物中时已知发挥动力学热稳定作用的任何补充添加剂。适用于本发明组合物的补充热稳定剂的实例包括通常用作可挤出PVC组合物中的热稳定添加剂的那些，例如含锡化合物如硫醇锡。其它技术认知的热稳定剂例如通常在Plastics Additives and Modifiers Handbook(塑料添加剂和改性剂手册)，J.Edenbaum编辑，Van Nostrand Reinhold，New York1992(其在此通过引用结合到本文中)中描述的那些，例如基于铅基化合物的那些，例如中性硬脂酸铅和二碱式磷酸铅。另外的实例包括“金属”皂例如多种脂肪酸的钙盐，和“混合金属”皂例如硬脂酸钙/锌。另外，可使用不基于重金属盐的热稳定剂例如得自CromptonCorporation的有机基稳定剂(OBS)。
补充润滑剂的实例是聚乙烯蜡均聚物。这种材料是已知的，可以商品名AC系列蜡均聚物得自Honeywell。
可挤出组合物的制备本发明润滑剂组合物可通过共混固体、半固体或液体材料与其它固体、半固体或液体材料的任何已知方法制备。
便利地，可挤出组合物可通过放置一定量的树脂优选聚氯乙烯树脂(PVC树脂)于共混设备中，依次加入增强组分、要求的补充添加剂组分例如稳定剂、填充剂、加工助剂、着色剂和颜料以及在所述组合物中要求的其它组分，将本发明润滑剂组分的组合加入到所述物质中制备。如上所述，构成本发明组合的润滑剂组分可优选地按照上述比例单独共混，并以在此具体规定的量在单个加入中作为润滑剂组分的共混物加入到以上提及的含有树脂的混合物中。或者，构成本发明组合的独立组分可同时或在不同时间单独加入到可挤出组合物的一种或更多种其它组分中。
可使用各种规模的任何类型混合或共混设备，从人工实验室台式规模例如手提式电动混合器和容器到电动工业规模加工设备。后者类型设备的实例包括Henschel混合器、螺带式混合机和温度控制搅拌混合槽。
因此应意识到混合所述组分的顺序不严格。例如，构成本发明润滑剂组合的任何两种或更多种润滑剂组分(包括所有的润滑剂组分)可制备为混合物加入到以上描述类型的可挤出组合物中，或者每一种组分可同时或顺序地加入到以上描述类型的可挤出组合物的一种或更多种其它组分中。或者，可挤出组合物的树脂和各种组分可加入到本发明润滑剂组合物的一种或更多种(包括所有)润滑剂组分中。因此，所有这种使本发明可挤出组合物的组分混合在一起的方法通过在此使用的术语“加入”来考虑。
通常，本发明组合的润滑剂组分存在于所述可挤出组合物中，以致于润滑组分的总计量足以提供可挤出组合物，所述可挤出组合物在以上描述的比较条件下呈现一种或更多种以下可挤出性能(a)较低的平衡扭矩；和(b)较低的平衡温度，和/或提供由此制备的挤出物品，所述挤出物品当与自如以上描述的具有实质上相似润滑剂载荷的比较性可挤出组合物制备的挤出物品相比较时在一种或更多种以下外观性能具有改进(a)表面粗糙度降低(更光滑表面)；(b)水浸渍减少；(c)增加表面光泽度；和(d)增加尺寸稳定性，同时在自本发明可挤出组合物制备的挤出物产物提供一种或更多种以下机械性能增加(a)拉伸强度；(b)挠曲强度；(c)断裂模量；和(d)表观弹性模量。优选的是润滑剂组合在可挤出组合物中的用量伴随减少平衡扭矩和/或平衡温度的可挤出性能(通过转矩流变仪测定)和增加由其制备的挤出物的一种或更多种机械性能包括拉伸强度、挠曲强度、断裂模量和表观弹性模量(按照ASTM D6109-03或ASTM D4761-02a测定)。优选的是使用一定量的润滑剂组合减少至少一种可挤出性能至少约3％和增加一种或更多种机械性能至少约10％。
尽管这个量会变化，通常优选的是改进的组合物相对于在可挤出组合物中100重量份的可挤出树脂(优选PVC树脂)包含约0.1重量份每百份树脂(PHR)至高达约0.5重量份(PHR)的氧化聚乙烯、约0.5重量份每百份树脂(PHR)至高达约4.0重量份(PHR)的酯蜡和约0.1重量份每百份树脂(PHR)至高达约2.0重量份(PHR)的硬脂酸锌。
通常，润滑剂组合物中各种组分要求的量会提供到可挤出组合物中，通过在所述可挤出组合物中加入约0.5-约6重量份以上描述的润滑剂组合物每百重量份树脂(PHR)，优选地约1 PHR-约5.5 PHR的润滑剂组合物加入可挤出组合物中，最优选地约2.0 PHR-约5.0 PHR的润滑剂组合物加入可挤出组合物中。根据已知的原则和考虑到可挤出组合物要求的性能以及可存在于可挤出组合物中的补充添加剂，可使用更大或更少的量。例如，其中加入本发明润滑剂组合物的可挤出组合物也可包含其它的内和外润滑剂。因此，所使用润滑剂组合物的量调整至更大或更少的量，这通过包含或不包含其它润滑组分确保。
在一个实施方案中，本发明可挤出组合物优选地包含塑性组合物和增强剂的共混物，所述塑性组合物包含(a)100重量份的一种或更多种可挤出树脂，优选地包含PVC树脂，甚至更优选地基本上由PVC树脂组成；(b)约0.1 PHR-约5.0 PHR的酯蜡，更优选约0.1 PHR-约3.5 PHR的酯蜡，甚至更优选约0.1 PHR-约2_0 PHR的酯蜡；(c)约0.05 PHR-约1.4 PHR的氧化聚乙烯蜡，更优选约0.05 PHR-约1.4 PHR的聚乙烯蜡，甚至更优选约0.05 PHR-约0.6 PHR的氧化聚乙烯蜡；(d)约0.1 PHR-约0.6 PHR的硬脂酸锌，更优选约0.1 PHR-约0.5PHR的硬脂酸锌，甚至更优选约0.1 PHR-约0.4 PHR的硬脂酸锌；(e)任选地，0.4 PHR-约2 PHR，优选约0.5-约1.5，更优选约0.6PHR-约1.0 PHR的石蜡；(f)任选地，约0.3 PHR-约2.0 PHR，优选约0.4 PHR-约1.5 PHR，更优选约0.5-约1.0 PHR的硬脂酸钙；(g)任选地，约0.4 PHR-约1.6 PHR，优选约0.5 PHR-约1.5 PHR，更优选约0.6-约1.4 PHR的一种或更多种锡稳定剂；(h)任选地，高达约10 PHR，优选约0.5 PHR-约7.0 PHR，更优选约0.5-约5.0 PHR的一种或更多种加工助剂；(i)任选地，高达约15 PHR，优选高达约10 PHR，更优选高达约7 PHR的一种或更多种改性剂；(j)任选地，高达约15 PHR，优选约1 PHR-约10 PHR，更优选约2 PHR-约7 PHR的碳酸钙；和(k)任选地，高达约1 PHR，优选高达约0.5 PHR，更优选高达约0.1 PHR的一种或更多种聚乙烯蜡均聚物，其中所述增强剂占组合物的约20％重量-约70％重量，优选组合物的约30％重量-约60％重量，更优选组合物的约30％重量-约50％重量，更优选组合物的约40％重量-约50％重量，其中所述增强材料优选包含纤维素增强剂，甚至更优选基本上由纤维素增强剂组成，甚至更优选为选自窄范围筛目尺寸的木粉。
在某些优选的实施方案中，本发明可挤出组合物优选包含塑性组合物和增强剂的共混物，其中所述塑性组合物包含(a)100重量份的一种或更多种PVC树脂组分；(b)约0.5 PHR-约6.0 PHR，更优选约1.0-约5.5 PHR，更优选约2.0-约5.0 PHR的包含以下的润滑剂组合物(i)约50％重量-约80％重量的酯蜡；(ii)约5％重量-约50％重量的氧化聚乙烯蜡；和(iii)约1％重量-约20％重量的硬脂酸锌；和任选地，(iv)约10％重量-约20％重量的硬脂酸钙；和(v)约3％重量-约7％重量的石蜡；和任选地，(c)高达约15 PHR，优选约1 PHR-约10 PHR，更优选约2 PHR-约7 PHR的碳酸钙；(d)约0.4 PHR-约1.6 PHR，优选约0.5 PHR-约1.5 PHR，更优选约0.6-约1.4 PHR的一种或更多种锡稳定剂；(e)高达约10 PHR，优选约0.5 PHR-约7.0 PHR，更优选约0.5-约5.0 PHR的一种或更多种加工助剂；(f)高达约15 PHR，优选高达约10 PHR，更优选高达约7 PHR的一种或更多种改性剂；(g)约0.3 PHR-约2.0 PHR，优选约0.4 PHR-约1.5 PHR，更优选约0.5-约1.0 PHR的硬脂酸钙；和(h)高达约1 PHR，优选高达约0.5 PHR，更优选高达约0.1 PHR的一种或更多种聚乙烯蜡均聚物组分，
其中所述增强剂占组合物的约20％重量-约70％重量，优选组合物的约30％重量-约60％重量，更优选组合物的约30％重量-约50％重量，更优选组合物的约40％重量-约50％重量，其中所述增强材料优选包含纤维素增强剂，甚至更优选基本上由纤维素增强剂组成，甚至更优选为选自窄范围筛目尺寸的木粉。
添加剂组合物本发明润滑剂组合物可加入到各种补充、增强和树脂组分中以提供可挤出树脂组合物。这些润滑剂组合物可与现存的可挤出树脂组合物例如PVC组合物一起使用，作为润滑添加剂也可在由其制备的挤出物产物提供改进的可挤出性能和改进的物理和机械性能。其中加入本发明润滑剂组合物以提供本发明可挤出组合物的含有纤维素增强的PVC的可挤出组合物的实例见述于Zehner的美国专利6248813和6103791以及Seethamraju等的美国专利6210792，其公开和参考文献在此通过引用结合到本文中。
以上描述的润滑剂组合物可形成添加剂组合物的基础，所述添加剂组合物除了润滑剂组分以外还包含一种或更多种补充添加剂例如补充内和外润滑剂、热稳定剂及可挤出PVC组合物的其它组分。控制用于可挤出PVC组合物的这些补充添加剂的选择和量的变量通常见述于Plastics Additives and Modifiers Handbook(塑料添加剂和改性剂手册)，J.Edenbaum编辑，Van Nostrand Reinhold，New York，1992，其在此通过引用结合到本文中。优选的添加剂组合物包含以上描述的本发明润滑剂组合物和相容补充润滑剂和相容补充热稳定剂中的至少一种。
例如，在一个实施方案中，本发明添加剂组合物可配制以包含可挤出组合物的实质上所有组分，除了可挤出树脂以外。这种类型的添加剂组合物优选地配制以仅与可挤出树脂例如可挤出PVC树脂混合并因此提供可挤出PVC组合物。在供选的实施方案中，添加剂组合物可配制以加入到可挤出PVC组合物中作为用于制备可挤出组合物的多种添加剂组分中的一种。在这种实施方案中，优选的是本发明添加剂组合物另外包含至少一些最常用的可挤出PVC组合物组分，因此提供单独的添加剂组合物，其可用于多种不同的可挤出PVC组合物同时减少制备可挤出PVC组合物要求的加入方法数目。
鉴于在此包含的教导，预期广泛范围相对比例的广泛种类组分适用于本发明。
如以上对可挤出组合物所描述，本发明添加剂组合物可通过用于混合固体、半固体或液体材料与其它固体、半固体或液体材料的任何已知方法制备。这包括但不限于用于可混溶材料混合物例如形成单一相的两种或更多种组分混合物的技术。它也包括用于共混相分离材料以形成两种或更多种不混溶或部分不混溶材料的域分离区的紧密互相贯通结构的技术。也如所知，除了其中进行两种组分之间的反应以原位生成组合物组分例如提供金属皂润滑剂的实施方案以外，添加剂组合物的各种组分可以任何顺序共混在一起并保持在本发明范围内。
应意识到可通过加入本发明润滑剂组合物改进的可挤出纤维素增强的PVC组合物可以按照已知原则包含各种量的广泛范围组分。这些组合物的加工性能通过加入本发明润滑剂组合物等分部分而改进至不同程度。另外，自这些组合物形成物品的物理性能伴随在可挤出组合物成形为物品之前向所述可挤出组合物中加入本发明润滑剂组合物得到改进。
自组合物排除酰胺蜡本发明人已经意外发现如果在其中存在本发明润滑剂的可挤出组合物中也包含酰胺蜡，可使赋予自包含本发明润滑剂组合物的可挤出组合物制备的挤出物产物机械性能改进至少在一些程度上无效。
在此使用的术语酰胺蜡为含有一个或更多个酰胺官能团的润滑剂。酰胺蜡包括通过一种或更多种胺类与一种或更多种脂肪酸缩合提供的那些。应意识到该种类包括双酰胺蜡，尤其是亚乙基双硬脂酰胺蜡(EBS蜡)。
因此，在一些优选的实施方案中，在制备本发明润滑剂和可挤出组合物中避免酰胺蜡组分以保留对由其制备的挤出物品机械性能的有益作用。在其它优选的实施方案中，酰胺蜡组分实质上自组合物完全排除。
在一些优选的实施方案中，申请人的发明包括实质上或完全不含酰胺蜡的可挤出组合物。在其它优选的实施方案中，申请人的发明包括挤出方法，所述方法包括(a)提供按照本发明制备的可挤出组合物，其另外特征为不含有实质量的酰胺蜡或完全不含酰胺蜡；和(b)挤出所述可挤出组合物。在其它优选的实施方案中，申请人的发明包括通过挤出实质上缺乏或完全不含酰胺蜡组分的本发明可挤出组合物制备的挤出物品。在另一个实施方案中，申请人的发明包括不含实质量的酰胺蜡或完全不含酰胺蜡组分的本发明添加剂润滑剂组合物。
实施例以下实施例举例说明可挤出组合物(实施例1)和润滑剂组合物(实施例3)，每一种按照申请人的发明制备。实施例也举例说明(实施例2)通过按照申请人的方法自申请人的组合物形成挤出物品提供的改进的机械性能。以下实施例用于举例说明上述说明的目的，不意指限制权利要求发明的范围。
实施例1-可挤出组合物制备含有纤维素增强PVC树脂的可挤出组合物，其包含如以下表1中显示的相对于100重量份树脂(PHR)的重量份的组分。这些包括比较实施例A(含有市售用于PVC润滑目的的专利润滑剂组合物的可挤出组合物)和比较实施例B(包含双酰胺蜡组分和实质上缺乏硬脂酸锌的可挤出组合物)。表1中也显示包含本发明润滑剂组合物的可挤出组合物(实施例1)。
用于制备实施例和比较实施例组合物的材料如下，含有增强材料的PVC树脂采用以下材料制备得自Shintech的SE 650聚氯乙烯树脂(K＝57)；得自Shintech的SE 950聚氯乙烯树脂(K＝65)；得自Crompton的Mark 1993锡基热稳定剂(稳定剂)；得自Imerys的CamelCal-ST碳酸钙；得自Rohm&Haas的Acryloid KM334丙烯酸类冲击改性剂(冲击改性剂)；得自Arkema的Durastrength D-510丙烯酸类冲击改性剂(冲击改性剂)；得自Honeywell的RheolubRL 1800蜡(20％重量石蜡/20％重量酯蜡/60％重量硬脂酸钙共混物)；得自Norac的COAD 21硬脂酸锌(锌润滑剂)；氧化聚乙烯蜡(OPE)AC316 A(Honeywell)；亚乙基双硬脂酰胺(双酰胺蜡)Advawax 280(Rohm&Haas)；40目木粉作为纤维素增强组分(商业品)和得自Acme-HardestryCo.的Jenkinol L-260(双十八烷基邻苯二甲酸酯)，所有按原样使用。
通过将PVC组合物组分加入到配备有蒸汽夹套加热系统的Papenmeier Mixer(高强度混合器)中并加热至超过110℃的温度同时运行搅拌桨制备组合物。当这些组分实质上均匀混合时，排出PVC组合物，冷却至环境温度并放置24小时(老化时间)。
在老化时间结束时，将一部分PVC组合物与给定百分数的干燥木纤维(参见表1)混合形成纤维素纤维增强可挤出组合物并保留用于挤出。观察到实施例1可挤出组合物的可挤出性能实质上类似于比较实施例组合物。这就是说发现挤出实施例1和比较实施例可挤出组合物需要的挤出机设置实质上相同。检查自所述两种组合物制备的挤出物品显示自实施例1组合物制备的物品呈现更均匀的木纤维分散作用，当所述物品的横截面与自比较实施例组合物制备的物品横截面相比较时。
表1
*所显示组分的量为所述组合物中相对于100重量份PVC树脂的组分重量份。
**“K”表示所采用树脂的Filentscher K-值实施例2-制备挤出物品自以上制备的每一种可挤出组合物(实施例1和比较实施例A和B)的等分试样制备挤出物品。对于每一种可挤出组合物，将组合物的等分试样置于配备有具有0.3英寸×1.3英寸标称尺寸的矩形异型材模头的28mm平行双螺杆实验室挤出机中。所述挤出机在固定条件下操作，自每一种可挤出组合物形成矩形异形挤出件。所述挤出型材经喷水冷却并切割为3英尺长用于力学试验。
然后来自每一种可挤出组合物的挤出型材切割为规定长度以制备ASTM标准的试样。然后按照ASTM D 6109-97测试所述试样的挠曲性能、表观弹性模量和断裂模量。另外，目测评价它们的表面粗糙度和外观并按照ASTM D 638测试光泽度。
受试试样的尺寸和断裂模量和表观弹性模量试验结果呈现在表2中。这些数据显示自实施例1制剂的可挤出组合物形成的物品在断裂模量和表观弹性模量两方面具有增加，即通常具有增加的挠曲强度。与以上描述的数据一起，这些数据证实本发明润滑剂组合物提供赋予可挤出组合物的润滑性能的改进，如组合物改进的可挤出性所表明，也改善组合物中增强材料和PVC树脂之间的相互作用，如改进的挠曲性能所表明。所有自本发明组合物制备的挤出物品具有可接受的光滑表面外观。
表2
*受试试样为具有矩形横截面的棒。
**KPSI＝千磅每平方英寸。
***PSI＝磅每平方英寸。
实施例3-制备添加剂组合物通过将表3中显示量的组分置于配备有低强度搅拌桨和配备有蒸汽加热夹套的容器中，在超过110 C下加热所述组分，同时运行所述混合机的搅拌桨制备本发明添加剂润滑剂组合物。当这些组合物以提供可接受的可挤出性能的量加入到包含PVC树脂和木增强材料的可挤出组合物中时，会发现由其制备的挤出物品具有改善的机械性能。
表3
*所显示组分的量为组合物中组分的重量百分数。
权利要求
1.一种可成形组合物，所述组合物包含(a)热塑性树脂；(b)增强剂；和(c)酯蜡，其中所述蜡以至少约0.1重量份每百重量份(PHR)所述树脂的水平存在于组合物中。
2.权利要求1的组合物，其中所述酯蜡以约0.1 PHR-约5.0 PHR存在。
3.权利要求1或权利要求2的组合物，所述组合物另外包含氧化聚乙烯蜡和硬脂酸锌。
4.一种可挤出组合物，所述组合物包含(a)热塑性树脂；(b)增强剂；(c)酯蜡；(d)氧化聚乙烯；(e)硬脂酸锌；(f)任选地，石蜡；和(g)任选地，硬脂酸钙。
5.权利要求4的组合物，其中所述热塑性树脂包括聚氯乙烯树脂(PVC)，所述增强剂为纤维素增强剂。
6.权利要求5的组合物，其中所述组分(c)、(d)和(e)的相对量经选择以与自实质上缺乏一种或更多种所述(c)、(d)和(e)组分的可挤出组合物制备的挤出物品相比较在自所述组合物制备的挤出物品的选自断裂模量、表观弹性模量、拉伸强度和挠曲强度的按照ASTMD6109-97e1或ASTM D4761-02a测定的一种或更多种机械性能提供有利的增加。
7.权利要求6的组合物，其中所述组分(c)、(d)和(e)一起以相对于相同组合物但缺乏组分(c)、(d)和(e)的所述组合有效改善所述组合物的一种或更多种可成形特性的量存在，所述一种或更多种改善的可成形特性选自i.对给定成形条件降低的成形压力；ii.减少的平衡温度；和iii.减少的熔化扭矩。
8.权利要求6的组合物，其中组合物为可挤出组合物，所述组分(c)、(d)和(e)一起以相对于相同组合物但缺乏组分(c)、(d)和(e)的所述组合有效改善所述组合物的一种或更多种可挤出特性的量存在，所述一种或更多种改善的可挤出特性选自i.对给定模头和挤出速率降低的挤出压力；ii.对给定模头和挤出速率减少的挤出机压头；iii.对给定模头和挤出速率减少的挤出扭矩；iv.减少的平衡温度；和v.减少的熔化扭矩。
9.权利要求8的可挤出组合物，其中组分(c)、(d)和(e)一起的所述组合以相对于相同组合物但缺乏组分(c)、(d)和(e)的所述组合有效改善自所述可挤出组合物制备的挤出物品的一种或更多种外观特性的量存在，所述一种或更多种改善的特性选自a)减少的水浸渍；b)减少的表面粗糙度；c)增加的表面光泽度；d)改善的尺寸稳定性。
10.权利要求8的可挤出组合物，其中组分(c)、(d)和(e)的类型和量经选择以在断裂模量和表观弹性模量两方面提供增加。
11.权利要求8的可挤出组合物，其中所述受影响的可挤出特性中至少一种改善至少约5％。
12.权利要求5的组合物，其中所述增强剂以组合物的约30％重量-约60％重量的量存在，余量为包含以下的塑性组合物(a)100重量份PVC树脂；(b)每百重量份树脂(PHR)约0.1重量份-约5.0重量份酯蜡；(c)约0.05 PHR-约1.4 PHR氧化聚乙烯；(d)约0.1 PHR-约0.6 PHR硬脂酸锌。
13.权利要求11的组合物，所述组合物另外包含约0.5 PHR-约1.5 PHR的石蜡和约0.3 PHR-约2.0 PHR的硬脂酸钙。
14.权利要求4的组合物，其进一步特征在于不包含实质量的酰胺蜡。
15.权利要求6的组合物，其中所述组合物为可挤出组合物，其中(c)、(d)和(e)组分的组合以相对于实质上不含(c)、(d)和(e)组分的所述组合的相同组合物有效减少所述可挤出组合物的表观粘度的量存在。
16.权利要求15的可挤出组合物，所述组合物包含约0.1 PHR-约3.5 PHR酯蜡、约0.05 PHR-约1.4 PHR氧化聚乙烯蜡均聚物和约0.1 PHR-约0.5 PHR硬脂酸锌。
17.权利要求4的组合物，其中所述氧化聚乙烯包含主要比例的具有约7-约20mg KOH/g酸值和150℃下约8500-约85000cP粘度的氧化聚乙烯。
18.权利要求4的组合物，其中所述氧化聚乙烯组分具有约10-约20mg KOH/g酸值和140℃下约200cps-约1000cps粘度。
19.权利要求4的组合物，其中所述酯蜡具有约10-约14mgKOH/g酸值和240下50cSt粘度。
20.权利要求5的组合物，其中组分(c)、(d)和(e)一起的所述组合占约0.25 PHR-约7.0 PHR。
21.一种用于制备挤出物品的方法，所述方法包括提供权利要求6的组合物和挤出所述组合物。
22.一种用于制备可成形产物的方法，所述方法包括a.提供可成形组合物，所述可成形组合物包含(a)至少一种树脂，其特征在于经历塑性流动；(b)至少一种增强剂；(c)酯蜡；(d)氧化聚乙烯蜡；(e)硬脂酸锌；(f)任选石蜡；和(g)任选硬脂酸钙；和b.使所述可成形组合物成形。
23.权利要求22的方法，其中所述可成形组合物进一步特征在于不包含实质量的酰胺蜡。
24.权利要求22的方法，其中所述增强剂包括纤维素增强剂，所述树脂包括PVC树脂。
25.一种自权利要求4的组合物制备的产物，其中所述产物相对于自相同组合物但实质缺乏组分(c)、(d)和(e)中一种或更多种制备的产物具有增加的断裂模量和/或表观弹性模量。
26.权利要求25的产物，其进一步特征在于不包含实质量的酰胺蜡。
27.一种自权利要求6的可成形组合物制备的挤出产物。
28.权利要求27的挤出产物，其中所述增加的机械性能为增加至少约10％。
29.一种添加剂润滑剂组合物，所述组合物包含a.约50％重量-约80％重量酯蜡；b.约10％重量-约30％重量氧化聚乙烯蜡；和c.约1％重量-约25％重量硬脂酸锌。
30.权利要求29的润滑剂组合物，其进一步特征在于不包含实质量的酰胺蜡和另外包含(i)约1％重量-约10％重量石蜡；和(ii)约5％重量-约25％重量硬脂酸钙。
31.权利要求29的润滑剂组合物，其中所述氧化聚乙烯包含至少主要比例的具有140℃下至少约6000cps的Brookfield粘度的氧化聚乙烯。
32.权利要求31的润滑剂组合物，其中所述氧化聚乙烯蜡具有约7mg KOH/g-约20mg KOH/g酸值和150℃下约8500cps-150℃下约85000cps粘度。
33.权利要求31的润滑剂组合物，其中所述酯蜡选自双十八烷基邻苯二甲酸酯、季戊四醇-己二酸酯-硬脂酸酯、季戊四醇-己二酸酯-油酸酯、季戊四醇-四硬脂酸酯、季戊四醇-单硬脂酸酯和季戊四醇二硬脂酸酯及其任何两种或更多种的混合物。
34.一种包含PVC树脂、增强剂和权利要求31的润滑剂组合物的可成形组合物，所述润滑剂组合物以与自实质缺乏一种或更多种所述酯蜡、氧化聚乙烯蜡和硬脂酸锌组分的可成形组合物制备的成形物品相比较足以在自所述组合物制备的成形物品的选自断裂模量、表观弹性模量、拉伸强度和挠曲强度中的按照ASTM D6109-97e1或ASTMD4761-02a测定的一种或更多种机械性能提供有利增加的量存在于所述可成形组合物中。
35.权利要求34的可成形组合物，其中所述润滑剂组合物以足以促进增强剂润湿的量存在，如对于自所述组合物制备的成形产物光滑外观所测量。
36.权利要求45的可成形组合物，其中所述组合物为可挤出组合物，其中所述润滑剂组合物以与自实质缺乏一种或更多种所述(c)、(d)和(e)组分的可挤出组合物制备的挤出物品相比较在自所述组合物制备的挤出物品的选自断裂模量、表观弹性模量、拉伸强度和挠曲强度中的按照ASTM D6109-97e1或ASTM D4761-02a测定的一种或更多种机械性能增加衡量的足以促进增强剂润湿的量存在。
37.一种可挤出组合物，所述组合物包含增强剂和塑性组合物的共混物，所述增强剂包括木花，所述塑性组合物包含(a)100重量份PVC树脂；(b)约1.0 PHR-约5.5 PHR权利要求37的润滑剂组合物；(c)约1 PHR-约10 PHR的碳酸钙；(d)约0.5 PHR-约1.5 PHR的锡稳定剂；(e)约0.5 PHR-约5.0 PHR的至少一种加工助剂；和(f)任选高达约10 PHR的冲击改性剂，其中所述增强剂以组合物的约20％重量-组合物的约60％重量的水平存在于所述组合物中。
38.一种物品，所述物品包含(a)热塑性树脂；(b)增强剂；和(c)酯蜡，其进一步特征在于按照ASTM D6109-03测量的表观弹性模量为至少约780000psi。
39.权利要求38的物品，所述物品通过挤出形成。
40.权利要求38的物品，其进一步特征在于按照ASTM D6109-03测量的断裂模量为至少约7000psi。
41.权利要求40的物品，所述物品另外包含氧化聚乙烯蜡和硬脂酸锌。
42.权利要求41的物品，其进一步特征在于按照ASTM D570-98测量的对水浸渍的低潜力。
全文摘要
本发明提供可成形含增强树脂组合物，所述组合物包含能够塑性流动的树脂、增强材料和包含氧化聚乙烯蜡、酯蜡和硬脂酸锌的润滑剂组合物。本发明也提供润滑剂组合物和基于本发明组合物的成形方法和成形产物。
文档编号C08L1/02GK1997706SQ200580015272
公开日2007年7月11日 申请日期2005年3月15日 优先权日2004年3月15日
发明者J·E·加特, B·L·吉布森, F·西姆 申请人:霍尼韦尔国际公司