专利名称：用于高透明度应用的有机硅聚乙二酰胺加工助剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于高透明度应用的有机硅-聚乙二酰胺加工助剂(PA)。本发明还涉及使用这些有机硅-聚乙二酰胺PA制备的挤出制品以及制备这些制品的方法。
背景技术：
诸如聚丙烯(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和苯乙烯-丁二烯共聚物(SBC) 之类的热塑性聚合物用于薄膜和包装应用。一种此类应用包括用于食品包装的多层膜。用于食品包装应用的某些聚合物，例如用于瓶装水的吹塑瓶，其透明度优先高于其他聚合物。由于PET在吹塑工艺中熔体破裂程度相对较低，PET目前广泛用于高透明度应用。 吹塑PP和SBC膜由于在吹塑或膜挤出工艺中出现熔体破裂而显示具有表面雾度。用于吹塑 PP和SBC膜挤出的常规加工助剂(PA)，例如含氟聚合物PA、硅氧烷PA等，可减少熔体破裂并因此降低表面雾度。然而，这些常规的PA会在热塑性膜层(PP和SBC层)内形成小滴， 这会导致形成内部雾度的光散射。PP的折射率在1. 45至1. 5范围内。SBC的折射率在1. 5至1. 59范围内。硅氧烷PA是已知的可用于挤出应用的热塑性塑料的可能加工助剂。这些硅氧烷 PA所用的硅氧烷聚合物具有主要源自硅氧烷键的物理和化学特性的独特特性。这些特性包括低玻璃化转变温度、热稳定性和氧化稳定性、抗紫外线辐射、低表面能和疏水性、对许多气体的高度可渗透性以及生物相容性。然而，通常所述硅氧烷聚合物缺乏抗拉强度。所得的硅氧烷PA具有非常低的玻璃化转变温度(Tg)值，通常在室温下是流体性的，并且可在室温及以上温度下流动而无需升高温度。这些硅氧烷PA由于其在环境条件下的流动性而难以加工。例如，这些硅氧烷PA在环境条件下不能保持粒料形式。这使得硅氧烷PA与用于挤出应用的热塑性塑料难以精确共混。存在对这样一种PA的需要，其可用于挤出应用的热塑性塑料中以获得物理特性 (如雾度、粘度等)的改善。还存在对挤出应用中的热塑性塑料中使用PA的需要，同时降低多种加工条件下的加工压力。还需要在环境条件下易于处理并且可以粒料形式用于挤出应用的PA。
发明内容
在一个方面，本发明提供了包含有机硅-聚乙二酰胺加工助剂和热塑性塑料的组合物，前提条件是有机硅-聚乙二酰胺加工助剂不经丙烯酸改性；其中有机硅-聚乙二酰胺加工助剂与热塑性塑料之间的折射率差值小于约0. 07 ；并且其中以组合物的总重量计，有机硅-聚乙二酰胺加工助剂的重量百分比为有效降低该热塑性塑料中挤出熔体缺陷的量。在另一方面，本发明提供了包含有机硅-聚乙二酰胺加工助剂和热塑性塑料的组合物，前提条件是有机硅-聚乙二酰胺加工助剂不经丙烯酸改性；其中在厚度为0. 60mm时雾度小于5% ；并且其中以组合物的总重量计，有机硅-聚乙二酰胺加工助剂的重量百分比为有效降低热塑性塑料中挤出熔体缺陷的量。
在另一方面，本发明提供了制备制品的方法，该制品包含此前公开的组合物中的一种。在另一方面，本发明提供了制备制品的方法，该方法包括将热塑性塑料与有机硅-聚乙二酰胺加工助剂熔融混合以形成混合物；以及挤出该混合物。当术语“包含”及其变型出现在具体实施方式
和权利要求中时不具有限制性含义。词语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下，可以提供某些有益效果的本发明实施例。然而，在相同的情况或其他情况下，其他实施例也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施例的表述并不暗示其他实施例是不可用的，且并非意图将其他实施例排除在本发明范围之外。术语“ 一个(种)，，和“该，，与“至少一个(种)，，可替换使用，意指一个(种)或多个(种)所描述的要素。本文所用的术语“或(或者)”通常按其意义应用，包括“和/或”，除非上下文清楚表明并非如此。术语“和/或”意指所列要素的一个或全部，或所列要素的任何两个或更多个的组
I=I O术语“烯基”指为烯烃基的一价基团，所述烯烃为具有至少一个碳-碳双键的烃。 烯基可以为直链的、支链的、环状的或它们的组合，并且通常包含2至20个碳原子。在一些实施例中，烯基包含2至18、2至12、2至10、4至10、4至8、2至8、2至6或2至4个碳原子。示例性烯基包括乙烯基、正丙烯基和正丁烯基。术语“烷基”指为烷烃基的一价基团，所述烷烃是饱和烃。烷基可以是直链的、支链的、环状的或它们的组合，通常具有1至20个碳原子。在一些实施例中，烷基包含1至18 个、1至12个、1至10个、1至8个、1至6个、或1至4个碳原子。烷基的例子包括但不限于，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基、环己基、正庚基、 正辛基和乙基己基。术语“亚烷基”是指为烷烃基的二价基团。亚烷基可以是直链的、支链的、环状的或它们的组合。亚烷基通常具有1至20个碳原子。在一些实施例中，亚烷基包含1至18、1 至12、1至10、1至8、1至6、或1至4个碳原子。亚烷基的基团中心可位于相同碳原子(即烷叉基)或不同碳原子上。术语“烷氧基”是指具有化学式-OR结构的单价基团，其中R为烷基。术语“烷氧羰基”指式-(CO)OR的单价基团，其中R为烷基，(CO)表示羰基，其中碳以双键连接氧。术语“芳烷基”指式-Ra-Ar的单价基团，其中Ra为亚烷基，Ar为芳基。也就是说， 芳烷基是被芳基取代的烷基。术语“亚芳烷基”指式-Ra-Ara-的二价基团，其中Ra为亚烷基，Ara为亚芳基(即亚烷基与亚芳基键合)。术语“芳基”是指为芳族的和碳环状的单价基团。芳基可具有一至五个与芳环相连或稠合的环。其他环结构可以是芳族的、非芳族的或它们的组合。芳基的例子包括但不限于苯基、联苯基、三联苯基、蒽基、萘基、苊基、蒽醌基、菲基、蒽基、芘基、茈基和芴基。术语“亚芳基”指为碳环和芳环的二价基团。该基团具有一至五个相连、稠合或它们组合的环。其他环结构可以是芳族的、非芳族的或它们的组合。在一些实施例中，亚芳基具有最多5个环、最多4个环、最多3个环、最多2个环或者一个芳环。例如，亚芳基可以是
亚苯基。术语“芳氧基”指式-OAr的单价基团，其中Ar为芳基。术语“羰基”指式-(CO)-的二价基团，其中碳原子以双键与氧原子连接。术语“商素”是指氟、氯、溴或碘。术语“卤代烷基”指有至少一个氢原子被卤素取代的烷基。一些卤代烷基为氟烷
基、氯烷基或溴烷基。术语“杂亚烷基”指包含至少两个亚烷基的二价基团，所述两个亚烷基经由硫、氧或其中R为烷基的-NR-连接。所述杂亚烷基可以为直链、支链、环状或它们的组合，并且可包含最多60个碳原子和最多15个杂原子。在一些实施例中，杂亚烷基包含最多50个碳原子、最多40个碳原子、最多30个碳原子、最多20个碳原子或最多10个碳原子。一些杂亚烷基为聚氧化烯，其中杂原子为氧。术语“草酰基”指式-(CO)-(CO)-的二价基团，其中每个(CO)表示羰基。 术语“草酰基氨基”和“氨基草酰基”可互用，指式-(CO) - (CO) -NH-的二价基团， 其中每个(CO)表示羰基。术语“乙二酰二胺基”指具有化学式-NH-(CO)-(CO)-NRd-的二价基团，其中每个 (CO)表示羰基，Rd为氢、烷基，或者与它们共同连接的氮一起为杂环基团的一部分。在大多数实施例中，Rd为氢或烷基。在许多实施例中，Rd为氢。术语“聚合物”和“聚合物材料”是指由一种单体制得的诸如均聚物之类的材料，或是指由两种或更多种单体制得的诸如共聚物、三元共聚物等之类的材料。同样，术语“聚合” 指制备聚合物材料的工艺，所述聚合材料可以是均聚物、共聚物、三元共聚物等。术语“共聚物”和“共聚物材料”指由至少两种单体制得的聚合物材料。术语“聚二有机硅氧烷”指具有以下化学式结构的二价链段
权利要求
1.一种组合物，包含有机硅-聚乙二酰胺加工助剂和热塑性塑料，前提条件是所述有机硅-聚乙二酰胺加工助剂未经丙烯酸改性；其中所述有机硅-聚乙二酰胺加工助剂与所述热塑性塑料之间的折射率差值小于约 0. 07 ；并且其中以所述组合物的总重量计，有机硅-聚乙二酰胺加工助剂的重量百分比为有效减少所述热塑性塑料中的挤出熔体缺陷的量。
2.一种组合物，包含有机硅-聚乙二酰胺加工助剂和热塑性塑料，前提条件是所述有机硅-聚乙二酰胺加工助剂未经丙烯酸改性；其中在厚度为0. 60mm时雾度小于5% ；并且其中以所述组合物的总重量计，有机硅-聚乙二酰胺加工助剂的重量百分比为有效减少所述热塑性塑料中的挤出熔体缺陷的量。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述有机硅-聚乙二酰胺加工助剂选自 (a)至少一种包含至少两个式I-a重复单元的共聚物
4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述二价残基衍生自具有式R3HN-G-NHR3的二胺，其中R3选自氢和烷基。
5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述二胺为杂环基团。
6.根据权利要求I或2所述的组合物，其中所述有机硅-聚乙二酰胺加工助剂的分子量大于50，000。
7.根据权利要求I或2所述的组合物，其中所述有机硅-聚乙二酰胺加工助剂聚合物的粘度大于3l60Pa。
8.根据权利要求I或2所述的组合物，其中以所述组合物的总重量计，所述有机硅-聚乙二酰胺加工助剂的重量百分比为0. Ol重量％至5. O重量％。
9.根据权利要求I或2所述的组合物，其中所述有机硅-聚乙二酰胺加工助剂的重量百分比为0.01重量％至1.0重量％。
10.根据权利要求1或2所述的组合物，还包含增效剂。
11.根据权利要求10所述的组合物，其中所述增效剂为i)有机硅-聚醚共聚物；ii) 脂族聚酯；iii)芳族聚酯；iV)聚醚多元醇；以及V)聚(氧化烯)聚合物。
12.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述热塑性塑料选自聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚酯以及它们的组合。
13.根据权利要求12所述的组合物，其中所述热塑性塑料为聚丙烯。
14.一种制品，其包含根据权利要求1或权利要求2所述的组合物。
15.根据权利要求14所述的制品，其中所述制品为挤出膜、瓶、片材或管材。
16.一种制备根据权利要求14所述的制品的方法，包括a.将所述热塑性塑料与所述有机硅-聚乙二酰胺加工助剂熔融混合以形成混合物；b.挤出所述混合物。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述熔融混合步骤通过分批共混或挤出进行。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述有机硅-聚乙二酰胺加工助剂选自 (a)至少一种包含至少两个式I-a重复单元的共聚物
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述二价残基衍生自具有式R3HN-G-NHR3的二胺，其中R3选自氢和烷基。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述二胺为杂环基团。
全文摘要
本发明提供了用于高透明度应用的有机硅聚乙二酰胺加工助剂、用所述有机硅聚乙二酰胺加工助剂制成的制品以及制备这些制品的方法。
文档编号C08L83/10GK102300935SQ200980155622
公开日2011年12月28日 申请日期2009年11月20日 优先权日2008年12月17日
发明者克劳德·拉瓦莱, 奥德蕾·A·舍曼 申请人:3M创新有限公司