專利名稱：：增容化的聚合物加工助劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于改善聚合材料的熔體加工的組合物和方法，更特別涉及使用增容化的聚合物加工助劑以提高聚合物材料的熔體加工。在一個具體實施方案中，表面活性劑與潤滑劑結(jié)合以形成增容化的聚合物加工助劑。在一個優(yōu)選的具體實施方案中，表面活性劑為兩親型嵌段低聚物且潤滑劑為親水的。本申請人發(fā)現(xiàn)這些加工助劑對于改善常用于吹塑和流延薄膜應(yīng)用的聚烯烴聚合物的加工性能具有特別的用處。本發(fā)明的加工助劑對于改善填充聚合物(包括用纖維素類材料填充的填充聚合物)的加工性能也具有特別的用處。
背景技術(shù)：
：本發(fā)明致力于提供一種用于加工聚合基體的經(jīng)濟有效的溶液。本發(fā)明也討論了可熔體加工的聚合基體中干擾元素的使用所造成的問題和干擾元素對傳統(tǒng)聚合物加工助劑和潤滑劑的性能的負面影響。WO20040254268(Cernohous等人)描述了偶聯(lián)劑與含氟聚合物的結(jié)合以改善高度填充的聚烯烴的物理性質(zhì)和加工性能。然而，相比于含氟聚合物加工助劑的通常用量(即0.05-0.1重量％)，要求更高用量(即1-2重量％)的偶聯(lián)劑和含氟聚合物以獲得這些效果。這看來是由于WO20040254268中描述的加工助劑以與傳統(tǒng)含氟聚合物加工助劑不同的機理起作用。特別地，WO20040254268中的加工助劑顯示增加復(fù)合材料制劑(compositeformulation)的熔體強度，使得復(fù)合材料制劑更耐邊緣撕裂。在本領(lǐng)域中己知包括PTFE的含氟熱塑塑料能改善填充聚合物的熔體強度，并使用于WO20040254268中。此外，WO20040254268描述了具有相對較高分子量和多分散性指數(shù)的偶聯(lián)劑。這是因為在本領(lǐng)域中已知若偶聯(lián)劑高于其纏結(jié)分子量，該偶聯(lián)劑更有效于提高物理性質(zhì)。這使得所述偶聯(lián)劑可提供在基體和填料之間的良好的界面粘合。然而，在本領(lǐng)域中已知相比于低于其纏結(jié)分子量的聚合物，高于其纏結(jié)分子量的聚合物在熔體中更緩慢地擴散。這些相互競爭的因素(即分子量和擴散)必然降低偶聯(lián)劑在降低界面張力上的總效率。在吹塑薄膜應(yīng)用中，由于含氟聚合物所固有的與聚烯烴基體的不相容性，會導(dǎo)致含氟聚合物帶給膜不所需的霧度，所以不能在高載荷量下使用含氟聚合物。因此，需要如下的加工助劑l)在干擾添加劑和填料存在下消除熔體缺陷，2)不帶給膜霧度，3)不消極影響聚合物基體的機械性質(zhì)以及4)在廣泛加工條件范圍內(nèi)有效。本發(fā)明的加工助劑對此問題提供了經(jīng)濟有效的解決方法。
發(fā)明內(nèi)容聚合材料具有一定的粘彈特性，當對其進行熔體加工時可導(dǎo)致成品材料中的不所需的缺陷。這在臨界剪切速率以上熔體加工聚合物時特別明顯。這使得擠出物表面顯示熔體缺陷(即熔體破裂、表面粗糙、邊緣撕裂、鯊魚皮)。常見的熔體缺陷為擠出物上的粗糙表面，并被稱為熔體破裂。熔體破裂主要為聚合物的流變性和加工聚合物的溫度及速度的函數(shù)。此現(xiàn)象對干擾元素(包括填料)的聚合材料特別成問題。將填料加入聚合體系增加了總?cè)垠w粘度，從而造成該聚合物體系更難加工且熔體缺陷更普遍?？扇垠w加工的聚合材料(以下稱為聚合基體)經(jīng)常與一定的填料和/或添加劑結(jié)合以提高經(jīng)濟性并且給予加工的材料所需的物理特性。所述填料可包括各種混合于整個聚合主體材料中的有機或無機材料。例如，木粉或木纖維經(jīng)常包含于一定的烴類聚合物以制備復(fù)合材料，該復(fù)合材料經(jīng)熔體加工后適于用作結(jié)構(gòu)建筑材料。在本領(lǐng)域中己知含氟聚合物加工助劑能在許多聚合材料中減少熔體缺陷。認為所述含氟聚合物加工助劑通過在加工設(shè)備上形成6動態(tài)涂層并在加工設(shè)備和聚合材料之間產(chǎn)生界面滑移而起作用。在此情況下的界面滑移定義為聚合物熔體和加工設(shè)備之間表面張力的降低(從而剪切應(yīng)力降低)。含氟聚合物為已知在熱塑性組合物中可改善加工性能并消除熔體缺陷的一類材料。然而，在本領(lǐng)域中也已知在具有反應(yīng)活性部位的添加劑或填料的存在下，含氟聚合物效力降低或甚至無效。具有反應(yīng)活性部位的添加劑或填料可與含氟聚合物具有強相互作用，從而妨礙含氟聚合物正常地作用。也已知含氟聚合物為相對較貴的材料。因此，必須使用更高用量的含氟聚合物來消除熔體缺陷，該解決方法對于應(yīng)用而言通常并非經(jīng)濟有效。已知由于含氟加工助劑涂覆模具(die)的動態(tài)性質(zhì)，其僅在一定的"剪切速率"窗口(標稱為200s—1至2000s—1)內(nèi)有效。然而，許多熔體加工由于其特定的加工類型、物料通過速率和設(shè)備，在將聚合物基體暴露于或更高或更低程度的剪切的范圍內(nèi)進行。例如，擠出大型材的工藝(例如管材擠出)面臨非常低的剪切速率(<100s—。，注射成型工藝常面臨非常高的剪切速率(>2000s")。潤滑劑(即硬脂酸鹽、乙?；前贰⑾?常常遭遇相同的問題。由于潤滑劑會降低擠出產(chǎn)物(必須在相對較高的載荷量下制備和使用該擠出產(chǎn)物以使其有效)的總物理性質(zhì)，因此也成問題。因此，需要發(fā)展一種不消極影響聚合物基休的物理性質(zhì)的經(jīng)濟有效、非反應(yīng)活性的加工助劑。本發(fā)明公開的添加劑對這些問題提供了經(jīng)濟有效的解決方法。發(fā)明詳述傳統(tǒng)聚合物加工助劑為在熔體加工領(lǐng)域中通常認為能提供聚合物熔體和加工設(shè)備之間的界面滑移的那些材料。已知許多提供此功能的含氟聚合物基于由偏二氟乙烯(vinylidenedifluoride)、六氟丙烯和四氟乙烯單體衍生的均聚物和共聚物。當在商用制劑中使用聚合物加工助劑時，已知該聚合物加工助劑具有改善聚合產(chǎn)物(包括膜、片材、管材、電線和電纜)的加工的效力。在本領(lǐng)域中已知，將低用量的含氟聚合物工藝助劑加入制劑能改善產(chǎn)物的表面質(zhì)量(通過消除如熔體破裂的表面缺陷)、防止模內(nèi)和/或模外聚集(buildup)的發(fā)生、以及降低或消除加工引起的膠粒(gdsparticles)的形成。此類聚合物加工助劑的使用也可降低熔體內(nèi)的壓力和聚合物熔體的表觀粘度，從而積極影響總擠出物通過或允許使用較低的加工溫度。相比于傳統(tǒng)公知的含氟聚合物加工助劑，本發(fā)明的加工助劑顯示改善的效力，和使用更加經(jīng)濟。然而，含有偏二氟乙烯的含氟聚合物的亞甲基氫為強酸性，并己知該亞甲基氫與具有能氫鍵鍵合或酸堿相互作用的表面化學的填料有強相互作用。由此原因，所述材料對于提高含有有機(例如纖維素類材料)或無機干擾元素(例如滑石、硅石、礬土、玻璃纖維)的聚合體系的加工性常常無效?？墒褂脗鹘y(tǒng)公知的聚合基體和干擾元素形成適用于熔體加工的聚合混合物。所述聚合基體可為烴類或非烴類聚合物。在一個具體實施方案中，聚合基體為基于烯烴的聚合物。干擾元素一般為在聚合物工業(yè)中用作填料或添加劑的那些有機或無機材料(例如滑石、云母、玻璃纖維、礬土、硅石)。在本發(fā)明的另一方面，纖維素類材料用作聚合基體中的干擾元素以形成聚合混合物。已發(fā)現(xiàn)這種復(fù)合材料作為建筑材料的廣泛應(yīng)用和用途。然而，已知塑木復(fù)合材料(polymerwoodcomposites)(PWC)在制劑中常含有40-70%的木粉或木纖維。因此，PWC體系的熔體粘度常常很高，且其加工性能非常差。在PWC鋪板擠出(deckingextrusion)中，擠出物遭受稱為邊緣撕裂的現(xiàn)象。當以過高的速率加工材料從而導(dǎo)致擠出的復(fù)合材料表面的規(guī)則和嚴重的撕裂時發(fā)生此現(xiàn)象。本文公開的添加劑在填充有纖維素類材料的聚合基體中有效降低轉(zhuǎn)矩、降低熔體壓力并改善熔體缺陷。本發(fā)明考慮一種包含表面活性劑和潤滑劑的增容化的聚合物加工助劑。在一個優(yōu)選的具體實施方案中，表面活性劑為兩親型嵌段低聚物且潤滑劑為親水的。本發(fā)明最優(yōu)選的兩親型嵌段低聚物具有聚烯烴相容的鏈段和潤滑劑相容的鏈段。這種材料的例子為聚乙烯-聚環(huán)氧乙烷嵌段低聚物(由BakerPetroliteInc.,Sugarland,TX商業(yè)生產(chǎn))。使用于本發(fā)明中的優(yōu)選的潤滑劑由聚環(huán)氧烷聚合物或低聚物衍生。這些材料的結(jié)合生成用于聚合基體的優(yōu)良的經(jīng)濟有效的加工助劑。本發(fā)明也考慮熔體加工所述新型組合物的方法。本發(fā)明的熔體加工的非限制的例子包括如吹塑薄膜擠出、流延薄膜擠出、型材擠出、纖維擠出、注射成型、吹塑、滾塑(rotomolding)和分批混合的方法。為了本發(fā)明的目的，本申請中使用的下列術(shù)語如下定義"熔體缺陷"意指在高溫和剪切下加工聚合物基體時出現(xiàn)的不所需的問題(例如熔體破裂、表面粗糙、邊緣撕裂、鯊魚皮)。"聚合物加工助劑"意指當加入制劑時提高制劑的熔體加工性能(例如降低熔體缺陷)的材料。"聚合基體"意指可熔體加工的聚合材料。"干擾元素"意指含有對傳統(tǒng)加工助劑或潤滑劑具有親和性的反應(yīng)活性表面或部位的材料。"可熔體加工的組合物"意指利用傳統(tǒng)的聚合物加工技術(shù)(如以擠出或注射成型為例)通常在高溫下進行熔體加工的制劑。"表面活性劑"意指改善潤滑劑在聚合基體中的分散性和均勻性(通過降低所述材料之間的界面張力)的低聚物。"潤滑劑"意指具有低于聚合物基體的熔體加工溫度的熔點，且在熔體加工條件下熔體粘度小于IO，OOO厘泊的材料。"低聚物"意指一系列連接的單體重復(fù)單元(即AAAA)，其總分子量低于相應(yīng)均聚物的己知臨界纏結(jié)分子量的較低的那個或10,000g/mo1。"聚合物"意指一系列連接的單體重復(fù)單元(即AAAA)，其總分子量高于其臨界纏結(jié)分子量的較低的那個或10,000g/mo1。"嵌段低聚物"意指具有一種結(jié)構(gòu)的低聚物，所述結(jié)構(gòu)包含至少兩種不溶混的單體重復(fù)單元的嵌段(即AAAA-BBBB)。"親水的"意指極性的(即水可溶混或可分散)。"疏水的"意指非極性的(即油可溶混或可分散)。"可熔體加工的組合物"意指利用傳統(tǒng)的聚合物加工技術(shù)(如以擠出或注射成型為例)通常在高溫下進行熔體加工的制劑。"纖維素類材料"意指由纖維素衍生的天然或人造材料。纖維素類材料包括，例如，木粉、木纖維、鋸屑、木刨花、農(nóng)作物纖維、新聞紙、紙、亞麻、大麻、谷殼、洋麻、黃麻、劍麻、堅果殼或上述的組合。本發(fā)明的組合物降低在熔體加工可另外含有干擾元素的聚合基體時遇到的熔體缺陷。為了本發(fā)明的目的，熔體加工組合物為能在至少一部分組合物為熔融態(tài)時進行加工的那些。在本發(fā)明的組合物的加工中可使用傳統(tǒng)公知的熔體加工方法和設(shè)備。熔體加工實踐的非限制的例子包括吹塑薄膜擠出、流延薄膜擠出、型材擠出、注射成型、分批混合、吹塑和滾塑。聚合基體起主體聚合物的作用，且為可熔體加工的組合物的主要組分。本領(lǐng)域傳統(tǒng)公知的適用于熔體加工的多種聚合物可用作聚合基體。聚合基體基本包括有時被稱為難以熔體加工(特別是與干擾元素結(jié)合時)的聚合物。所述聚合物包括烴類和非烴類聚合物。有用的聚合基體的例子包括但不限于聚酰胺、聚酰亞胺、聚氨酯、聚烯烴、聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚酮、聚脲、聚乙烯(基類)樹脂、聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯。優(yōu)選的聚合基體包括高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚烯烴共聚物(例如乙烯-丁烯、乙烯-辛烯、乙烯乙烯醇)、聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物(例如高抗沖聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酯、聚氯乙烯(PVC)、含氟聚合物、液晶聚合物、聚酰胺、聚醚酰亞胺、聚苯硫醚、聚砜、聚縮醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚氨酯、熱塑性彈性休、環(huán)氧樹脂(epoxies)、醇酸樹脂、三聚氰胺、酚醛樹脂、脲(urea)、乙烯基酯或上述的組合。最優(yōu)選的聚合基體為聚烯烴。因為成本較低，也優(yōu)選由回收塑料衍生的聚合基體。然而，由于這種材料經(jīng)常由來自多重廢物流的具有大不相同的熔體流變性的材料衍生，這種材料的加工很成問題。含有干擾元素的這種材料的加工甚至更成問題。本發(fā)明描述的添加劑組合物對此問題提供了解決方法。由于允許將很低成本的填充的(filled)回收塑料轉(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品而不是將其變?yōu)槔?，這具有顯著的商業(yè)影響?？扇垠w加工的組合物中包括約通常大于約30重量％的含量的聚合基體。本領(lǐng)域技術(shù)人員公知聚合基體的含量隨著，例如，聚合物的類型、干擾元素的類型、加工設(shè)備、加工條件和所需的最后產(chǎn)物而變化。有用的聚合基體包括各種熱塑性聚合物的摻合物和含有傳統(tǒng)添加劑(如抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、填料、纖維、防粘劑、熱穩(wěn)定劑、抗沖改性劑、抗微生物劑、增容劑、阻燃劑、增塑劑、增粘劑、著色劑和顏料)的上述的摻合物。聚合基體可以粉末、丸粒、顆?；蛉魏纹渌蓴D出的形式摻入可熔體加工的組合物。干擾元素通常為在熔體加工組合物中使用的可對傳統(tǒng)聚合物加工助劑的效力起負面影響的任何傳統(tǒng)的填料或添加劑。特別地，干擾元素可相當大地影響可熔體加工的組合物的熔體破裂。干擾元素的非限制的例子包括顏料、碳纖維、受阻胺光穩(wěn)定劑、防粘劑、玻璃纖維、炭黑、氧化鋁、硅石、云母、纖維素類材料，或者一個或多個具有反應(yīng)活性或極性基團的聚合物。具有反應(yīng)活性或極性基團的聚合物的例子包括但不限于聚酰胺、聚酰亞胺、官能性聚烯烴、聚酯、聚丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。在本發(fā)明的一方面，干擾元素為纖維素類材料。纖維素類材料常用于可熔體加工的組合物中以提供特定的物理特性或降低成品組合物的成本。纖維素類材料通常包括具有各種縱橫比、化學組成、密度和物理特性的天然或木基材料。纖維素類材料的非限制的例子包括木粉、木纖維、鋸屑、木刨花、新聞紙、紙、亞麻、大麻、稻殼、洋麻、黃麻、劍麻、花生殼。也可在可熔體加工的組合物中使用纖維素類材料的組合，或纖維素類材料與其他干擾元素的組合?？扇垠w加工的組合物中干擾元素的含量隨著聚合基體和成品組合物所需的物理性質(zhì)而變化。熔體加工領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠選擇與特定聚合基體匹配的適當量的干擾元素，以獲得成品材料所需的物理性質(zhì)。通常，干擾元素可以高達約80重量％的含量摻入可熔體加工的組合物。此外，根據(jù)特定的聚合基體和最終用途，可以各種形式提供干擾元素。選擇本發(fā)明的助劑的表面活性劑為兩親的。在一個優(yōu)選的具體實施方案中，表面活性劑具有親水和疏水的鏈段。本發(fā)明的表面活性劑為低聚的。本發(fā)明優(yōu)選的具體實施方案使用兩親型嵌段低聚物作為表面活性劑?？捎糜诒景l(fā)明的表面活性劑的非限制的例子包括陰離ii子型表面活性劑、非離子型表面活性劑末端官能性低聚物和嵌段低聚物。商業(yè)可購得的聚乙烯-嵌段-環(huán)氧乙烷嵌段低聚物和末端官能化的聚乙烯低聚物(例如羥基、羧酸)為在本發(fā)明中具有特別用途的表面活性劑的例子。兩親型嵌段低聚物為本發(fā)明優(yōu)選的表面活性劑。將嵌段低聚物定義為具有重復(fù)單體單元的"嵌段"的低聚物(例如AAAAA-BBBBB)。在本發(fā)明中優(yōu)選兩親型嵌段低聚物。將兩親型嵌段低聚物定義為具有至少兩個不混溶的嵌段。兩親型嵌段低聚物的非限制的例子包括含有親水嵌段和疏水嵌段的那些(例如聚乙烯-嵌段-聚環(huán)氧乙烷)。本發(fā)明的潤滑劑可為許多傳統(tǒng)用于熔體加工的材料。潤滑劑本質(zhì)上可為疏水的、親水的或兩親的。潤滑劑的非限制的例子包括烴蠟、硬脂酸金屬鹽、硬脂酸鹽、烷基酰胺和聚環(huán)氧烷和二醇。在本領(lǐng)域中已知聚環(huán)氧乙烷聚合物具有潤滑性質(zhì)。US4,159,975(Praetorius等人)描述了將聚乙二醇(PEG)用作熱塑性塑料的潤滑劑。US4,013,622(DeJuneas等人)描述了PEG作為聚乙烯膜的加工助劑的用途。US4,855,360(Duchesne等人)和US5,830,947(Blong等人)公開了含氟聚合物加工助劑與聚氧化烯(polyoxyalkylene)聚合物結(jié)合時具有協(xié)同效應(yīng)，特別是對于含有干擾添加劑(例如受阻胺光穩(wěn)定劑)的熱塑性體系。此現(xiàn)象由下述事實解釋極性聚氧化烯聚合物對干擾添加劑具有優(yōu)先親和性，從而限制含氟聚合物和干擾添加劑之間的相互作用并提高該含氟聚合物的效力。令人吃驚地，本申請人發(fā)現(xiàn)通過增容化如聚環(huán)氧乙烷的潤滑劑，該潤滑劑對降低熔體缺陷的有效性得到顯著提高。因此，要求較低濃度的增容化的加工助劑，而非單獨使用傳統(tǒng)潤滑劑或表面活性劑以消除熔體缺陷?？扇垠w加工的組合物中存在的聚合物加工助劑的含量取決于多個變量，例如聚合基體、干擾元素的類型和含量、熔體加工設(shè)備的類型、加工條件及其他。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠選擇適當量的聚合物加工助劑以獲得所需的聚合基體和熔體加工設(shè)備之間的界面滑移的降低。在一個優(yōu)選的具體實施方案中，使用聚合物基體的0.01重量％至3.0重量％的聚合物加工助劑。更優(yōu)選地，聚合物加工助劑的用量介于0.05%和1.0%之間且最優(yōu)選介于0.05%和0.25%之間。能變化潤滑劑對表面活性劑的比率。然而，優(yōu)選的具體實施方案具有大于l:l，更優(yōu)選大于1.5:1且最優(yōu)選大于2:1的潤滑劑對表面活性劑的比率。能通過多種方式中的任何一種制備本發(fā)明的可熔體加工的組合物。例如，通過常用于塑料工業(yè)的任何一種摻合手段(如使用復(fù)合磨(compoundingmill)、Banbury混合器或混合擠出機)將聚合基體和聚合物加工助劑結(jié)合在一起，其中加工助劑均勻分布于整個主體聚合物中?？梢岳绶勰⑼枇；蝾w粒產(chǎn)品的形式使用加工助劑和主體聚合物。盡管干-摻合在固態(tài)下為粒子的組分，并隨后通過將該干摻合物送料入雙螺桿熔體擠出機形成組分的均勻分布也可行，混合操作最方便地在高于加工助劑的熔點或軟化點的溫度下進行。能直接將所得熔體慘合的混合物擠出為最終產(chǎn)物形狀的形式、或者將其造粒、或者將其粉碎為所需的顆粒尺寸或尺寸分布并送料入擠出機(其通常為單螺桿擠出機)，該擠出機熔體加工所述摻合的混合物以形成最終產(chǎn)物形狀。盡管根據(jù)組合物的熔點、熔體粘度和熱穩(wěn)定性選擇最佳操作溫度，通常在180。至280。C的溫度下進行熔體加工?？墒褂貌煌愋偷娜垠w加工設(shè)備(如擠出機)加工木發(fā)明的可熔體加工的組合物。例如Rauwendaal,C.的"PolymerExtrusion,"她ed.,HansenGardnerPublishers,2001描述了適合使用于本發(fā)明的擠出機?？扇垠w加工的組合物中包括約通常大于約20重量％的含量的聚合基體。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道聚合基體的含量將隨著，例如，聚合物的類型、填料的類型、加工設(shè)備、加工條件和所需的最后產(chǎn)物而變化。可烙體加工的組合物也可包括其他添加劑以提供給復(fù)合材料組合物特定的屬性。這種添加劑的非限制的例子包括抗氧化劑、潤滑劑、光穩(wěn)定劑、防粘劑、熱穩(wěn)定劑、抗微生物劑、增容劑、阻燃劑、增塑劑、增粘劑、著色劑和顏料。聚合基體可以粉末、丸粒、顆?；蛉魏纹渌蓴D出的形式摻入可熔體加工的組合物。13可使用該可熔體加工的組合物制備如膜、建筑材料和汽車組件的用品。例子包括吹塑薄膜、流延薄膜、住宅面板、汽車內(nèi)部組件、屋頂、護墻板(siding)、窗戶組件和飾邊。表1實施例的材料編碼材料描述ppP5M4K-007，由Huntsman(SaltLakeCity，UT)商業(yè)提供的11.2MFI聚丙烯HDPEP4G4Z-011，由Huntsman(SaltLakeCity,UT)商業(yè)提供的0.8MFI高密度聚乙烯IXDPEBarefootDowlex2020G,可購自DowChemical(Midland,MI)FX5920A含氟聚合物PPA，可購自3M/Dyneon(Oakdale,MN)表面活性劑Unithox450，可購自BakerPetroliteCorporation(Sugarland,TX)的聚乙烯-嵌段-聚環(huán)氧乙垸低聚物潤滑劑Carbowax8000，可購自DowChemical(Midland,MI)木纖維40目硬木纖維，可購自AmericanWoodFibers(Schofield,WI)硅石微粒化的火山灰，可購自KansasMineralsInc.(Mankato，KS)樣品制備和表征I.加工助劑混合使用下述方法制備加工助劑化合物。在塑料袋內(nèi)干混合加工助劑和樹脂(LLDPE)，使用定容加料器送入27mm同向嚙合雙螺桿擠出機(intermeshingco-rotatingtwinscrewextruder)并通過三月殳模具(threestranddie)(可購自AmericanLeistritzExtruderCorporation,Sommerville,NJ)進行加工。以150rpm的螺桿速度在12.5kg/hr總物料通過速率下使用下述溫度分布加工所有樣品區(qū)域1=150°(:，區(qū)域2=165°0，區(qū)域3-180。C，區(qū)域4二190。C，區(qū)域5=190。(3，區(qū)域6-190。C，模具=190°C。擠出所得的股并隨后造粒為l/4"的丸粒。II.型材擠出研究使用下述方法制備和測試擠出的型材。在小于0.1mmHg的真空烘箱中在200°F下預(yù)干燥木纖維4小時。然后在塑料袋中干混合樹脂(PP或HDPE)、木纖維，使用定容加料器送入27mm同向嚙合雙螺桿擠出機并通過三股模具(可貝勾自AmericanLeistritzExtruderCorporation,Sommerville,NJ)進行加工。以150rpm的螺桿速度在12.5kg/hr總物料通過速率下使用下述溫度分布加工所有樣品區(qū)域1二150。C，區(qū)域2=165。C，區(qū)域3=180。(3，區(qū)域4-190。C，區(qū)域5=190。C，區(qū)域6=190°C，模具=190°C。擠出所得的股并隨后造粒為l/4"的丸粒。然后將復(fù)合材料丸粒與適當量的加工助劑化合物干摻合，并重力自流進料至裝有2.54cmx0.635cm的型材模具的27mm錐形雙螺桿擠出機(可購自C.W.Brabender,SouthHackensack，NJ)。在100rpm螺桿速度下使用下述溫度分布加工所有樣品區(qū)域1-145。C，區(qū)域2=185°(3，區(qū)域3=190°C，區(qū)域4-190。C。對每個樣品記錄在這些加工條件下所觀察到的壓力和轉(zhuǎn)矩。分析所得型材的表面質(zhì)量并確定熔體破裂程度。III.毛細管擠出研究將樹脂(例如LLDPE)與適當量的加工助劑化合物干摻合并重力自流進料至裝有毛細管模具(該模具具有0.254cm圓形型材開孔)的27mm錐形雙螺桿擠出機(可購自C.W.Brabender,SouthHackensack,NJ)。在各種螺桿速度下使用下述溫度分布加工所有樣品區(qū)域1=145°C，區(qū)域2^185。C,區(qū)域3=190°(3，區(qū)域4-190。C。對每個樣品記錄在這些加工條件下所觀察到的壓力和轉(zhuǎn)矩。分析所得股的表面質(zhì)量并確定熔體破裂程度。IV.吹塑薄膜擠出研究將樹脂(例如LLDPE)與適當量的加工助劑化合物干慘合并重力自流進料至裝有吹塑薄膜模具和取出單元(takeoffunit)的1.9cm單螺桿擠出機(可購自C.W.Brabender,SouthHackensack,NJ)。所述模具具有0.05cm的間隙。在75rpm螺桿速度下使用下述溫度分布加工所有樣品區(qū)域1=145°(3，區(qū)域2=190°。區(qū)域3=190°<:，區(qū)域4=190°C。對每個樣品記錄在這些加工條件下所觀察到的壓力和轉(zhuǎn)矩。分析所得薄膜的表面質(zhì)量并確定熔體破裂程度。表2對比實施例CE1和實施例1-3的加工助劑化合物配方<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表3對比實施例CE2-CE9和實施例4-9的型材擠出配方<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表4對比實施例CE10-CE17和實施例10-17的毛細管擠出配方<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>表5對比實施例CE18-CE25和實施例18-23的吹塑薄膜擠出配方<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>表6對比實施例CE2-CE24和實施例4-23所觀察到的壓力、轉(zhuǎn)矩和％熔體缺陷實施例轉(zhuǎn)矩壓力熔體缺陷(mg)(MPa)(%)CE21900130075CE3卯0600100CE4l卯0函75CE51900127575CE6l卯0簡75CE7880600100CE8880600100CE9880600100CEIO39501860100CE114050簡100CE123650180075CE13312029卯0CE14265017100CE1538501950100CE163700l卯0100CE172850178060CE1838601420100CE1940501990100CE203150133025CE21267012300CE22223011600CE233320156075CE242890141010CE2524301270018<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>通過上述實施例，本發(fā)明的加工助劑有效降低了壓力、轉(zhuǎn)矩且提高了含有或不含干擾元素的聚合基體的加工性。通過上述本發(fā)明的一般方法的公開和在前的詳細說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解對本發(fā)明容許的各種修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)僅由下述權(quán)利要求和其等同物限制。權(quán)利要求1、一種加工助劑，包含(a)潤滑劑；和(b)表面活性劑。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中潤滑劑為親水的。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中潤滑劑為疏水的。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中潤滑劑為聚環(huán)氧烷低聚物或聚5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的組合物，其中表面活性劑為嵌段低聚物。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其中表面活性劑為聚乙烯-嵌段-聚環(huán)氧烷低聚物。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中表面活性劑為末端官能化的低聚物。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中表面活性劑具有小于5,000g/mol的總分子量。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中表面活性劑具有小于2，500g/mol的總分子量。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中表面活性劑具有小于1,000g/mol的總分子量。11、一種組合物，其包含(a)聚合物基體；(b)潤滑劑；和(C)表面活性劑。12、根據(jù)權(quán)利要求ll所述的組合物，其中所述聚合基體為聚烯烴(高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP))、聚烯烴共聚物(例如乙烯-丁烯、乙烯-辛烯、乙烯乙烯醇)、聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物(例如高抗沖聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酯、聚氯乙烯(PVC)、含氟聚合物、液晶聚合物、聚酰胺、聚醚酰亞胺、聚苯硫醚、聚砜、聚縮醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚氨酯、熱塑塑料。13、根據(jù)權(quán)利要求ll所述的組合物，其中聚合基體衍生自回收材料。14、根據(jù)權(quán)利要求ll所述的組合物，其中聚合基體為聚烯烴。15、根據(jù)權(quán)利要求14所述的組合物，其中所述聚烯烴衍生自回收材料。16、一種組合物，其包含(a)聚合物基體；(b)干擾元素；(C)潤滑劑；和(d)表面活性劑。17、根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合物，其中所述干擾元素包括至少一種顏料、碳纖維、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、抗靜電劑、水滑石、防粘劑、玻璃纖維、炭黑、氧化鋁、硅石、云母、碳酸鈣，或者一種或多種具有反應(yīng)活性或極性基團的聚合物。18、根據(jù)權(quán)利要求17所述的組合物，其中所述至少一種具有反應(yīng)活性或極性基團的聚合物包括聚酰胺、聚酰亞胺、官能性聚烯烴、聚酯、聚丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。19、根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合物，其中干擾元素為纖維素類材料，該纖維素類材料包括木粉、木纖維、農(nóng)作物纖維、鋸屑、木刨花、新聞紙、紙、亞麻、大麻、谷殼、洋麻、黃麻、劍麻、堅果殼或上述的組合。20、根據(jù)權(quán)利要求19所述的組合物，其中所述干擾元素占組合物的O.至80重量％。21、根據(jù)權(quán)利要求19所述的組合物，其中所述干擾元素占組合物的25至65重量％。22、一種形成制品的方法，包含熔體加工如權(quán)利要求11或16所述的組合物。23、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中組合物在熔體加工時不顯示熔體缺陷。24、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述熔體加工包括膜擠出、纖維擠出、型材擠出、注射成型和吹塑。25、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中使用所述方法以形成膜、纖維、建筑材料和汽車組件。全文摘要本發(fā)明涉及用于改善聚合材料的熔體加工的組合物和方法，更特別涉及使用增容化的聚合物加工助劑提高聚合物基體的熔體加工。文檔編號C08L101/00GK101437890SQ200780016711公開日2009年5月20日申請日期2007年5月9日優(yōu)先權(quán)日2006年5月9日發(fā)明者J·J·森諾豪斯申請人:J·J·森諾豪斯