專利名稱:纖維素增強(qiáng)樹脂組合物的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)交叉引用本臨時(shí)申請(qǐng)涉及和要求2004年3月15日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)60/553432和2004年6月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)60/584546的優(yōu)先權(quán)益，所述文獻(xiàn)通過引用結(jié)合到本文中。
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及含有增強(qiáng)樹脂的組合物、用于制備這種組合物的潤(rùn)滑劑組合物、自這種組合物形成的成形產(chǎn)品和用于形成這種成形產(chǎn)品的方法。
發(fā)明背景包含纖維素纖維(例如木纖維)和樹脂(例如熱塑性樹脂如聚氯乙烯)的可成形組合物例如可擠出組合物是熟知的。這種組合物的實(shí)例在Zehner的美國(guó)專利6103791和6248813和Seethamraju等的6210792中得到描述，其每一個(gè)在此通過引用結(jié)合到本文中。這些類型組合物可擠出以提供成形物品例如用于外部結(jié)構(gòu)的裝飾板和護(hù)欄?；诰勐纫蚁渲?PVC)的擠出組合物由于它們超過其它類型樹脂組合物優(yōu)良的耐氣候性能而對(duì)這種應(yīng)用通常是優(yōu)選的。通常合乎需要的是打算用于這種應(yīng)用的擠出產(chǎn)品呈現(xiàn)比得上或超過通常用于這種應(yīng)用的天然木產(chǎn)品的那些結(jié)構(gòu)特性以及耐氣候性和外觀。
在包含增強(qiáng)材料的熱塑性樹脂組合物例如纖維素/聚氯乙烯樹脂組合物的常規(guī)擠出中需要加熱可擠出混合物至它可經(jīng)歷塑性流動(dòng)的溫度，然后強(qiáng)制它通過包含一個(gè)或更多個(gè)開口的板(在此為“模頭”)，其賦予新形成的擠出物異型材。之后所述擠出物冷卻直到它達(dá)到所要求的相對(duì)硬異型材。所成形的擠出物以其擠出形式使用例如作為裝飾板或欄柵，或者它可切成便利長(zhǎng)度的構(gòu)件并包裝用于后續(xù)加工例如作為原料用于注塑或吹塑方法。
可成形原料組合物(在此為了便利也稱作“可成形組合物”)通常通過混合纖維素纖維、樹脂和影響所述組合物及由此形成物品性能的其它組分(也稱作添加劑)制備。一旦混合，通常所述可成形組合物的組分“熔合”，即受到加熱和共混直到形成實(shí)質(zhì)上均勻的塑性組合物。術(shù)語(yǔ)“熔合”用于該方法，因?yàn)樵诩訜岷凸不熘歇?dú)立組分顆粒的邊界變?yōu)殡y以區(qū)分，因此“熔合”。
尺寸穩(wěn)定性和表面外觀(表面粗糙度)是通常影響成形產(chǎn)品，尤其是擠出產(chǎn)品商業(yè)價(jià)值的特性并因此是影響用于制備所述產(chǎn)品的方法和組分商業(yè)價(jià)值的特性。尺寸穩(wěn)定性通過在它自成形設(shè)備例如擠出機(jī)模頭形成后于固化期間觀察成形物品膨脹的量得到評(píng)價(jià)。膨脹的量有時(shí)稱作膨脹或離模膨脹。表面光澤度按照已知的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量例如ASTM標(biāo)準(zhǔn)D-2523-95和D2457-97測(cè)量。表面粗糙度通過目視和觸覺評(píng)價(jià)確定。表面粗糙度也通過表面“密封”程度反映，即所述成形物品如按照ASTM D 570-98所測(cè)量對(duì)水浸漬的抗性。
對(duì)成形產(chǎn)品尤其是擠出物產(chǎn)物的商業(yè)價(jià)值也重要的是所述成形物品的機(jī)械性能例如拉伸強(qiáng)度、撓曲強(qiáng)度、斷裂模量和表觀彈性模量。這些機(jī)械性能可受到用于制備成形物品的可成形組合物準(zhǔn)備中包含的潤(rùn)滑劑類型和量的影響。這些機(jī)械性能可按照已知的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，例如用于測(cè)量拉伸強(qiáng)度的ASTM標(biāo)準(zhǔn)D638、用于評(píng)價(jià)撓曲強(qiáng)度的ASTM D 6109-97el或ASTM D 6109-03，當(dāng)它用于結(jié)構(gòu)材料的表觀彈性模量和斷裂模量時(shí)，結(jié)構(gòu)材料的載荷性能測(cè)試通過例如ASTM D4761-02a測(cè)定。
對(duì)于給定的可成形組合物，通常能夠調(diào)整所述成型設(shè)備的操作參數(shù)以改變材料的成形速率。然而，使成形速率最大具有實(shí)際限度。例如在擠出的情況中能夠通過在更高溫度和/或在更高壓頭下操作擠出機(jī)得到擠出速率增加。然而，在一些增加擠出機(jī)溫度的時(shí)候所述可擠出組合物通常開始燒焦，所述擠出物的表面和結(jié)構(gòu)質(zhì)量開始降低。另外，當(dāng)壓頭或擠出機(jī)扭矩增加時(shí)，通常達(dá)到所述擠出材料的尺寸穩(wěn)定性和/或表面狀況是不可接受的情況。
至今已經(jīng)知道通過增加加入到所述可成形可擠出組合物中的潤(rùn)滑劑的量達(dá)到更高的成形速率。然而，在某些情況中使用增加量的潤(rùn)滑劑通常引起所述樹脂粘合能力減少，也可導(dǎo)致自所述可成形組合物制備的成形產(chǎn)品拉伸強(qiáng)度減少。在其它情況中，增加潤(rùn)滑劑的量降低所述樹脂與纖維之間的粘合相互作用并因此減少自這種可成形物質(zhì)制備產(chǎn)品的強(qiáng)度和載荷質(zhì)量。
因此，增加潤(rùn)滑劑的量或改變潤(rùn)滑劑類型，盡管潛在改善所述可成形組合物的可成形性，可對(duì)成形產(chǎn)品的機(jī)械性能具有有害作用。在某些情況中，某些類型的潤(rùn)滑劑當(dāng)以非常高比例使用時(shí)也可不利影響加工參數(shù)例如制備可成形組合物要求的熔合時(shí)間也是可能的。
如以上討論舉例說明的那樣，通?？沙尚谓M合物的可成形性和可擠出性、可壓延性及模壓性與由此制備的成形物品的機(jī)械性能和外觀性能是相互有關(guān)的，對(duì)這些相關(guān)性能所有影響的聯(lián)合作為組合物變化的結(jié)果不易于預(yù)測(cè)。
申請(qǐng)人:因此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到需要增強(qiáng)的可成形組合物，尤其是可擠出、可壓延、可注塑和可壓縮模塑的組合物，其具有合乎需要的加工性能，其也優(yōu)選提供具有合乎需要的外觀性能和/或改善的機(jī)械性能的成形物品。尤其是申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到需要提供成形基于PVC的組合物，其可成形性等于或改善超過至今使用的那些，優(yōu)選地也提供具有相當(dāng)或優(yōu)良的外觀和機(jī)械性能的成形物品。本發(fā)明一個(gè)或更多個(gè)方面解決這些和其它需要。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)方面提供可成形，優(yōu)選地可擠出的組合物，其呈現(xiàn)比較高的加工速率尤其是擠出速率，在優(yōu)選的實(shí)施方案中能夠用于制備具有合乎需要的外觀性能和/或機(jī)械性能的成形物品。本發(fā)明可成形組合物的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案包含(a)至少一種熱塑性樹脂；(b)至少一種增強(qiáng)劑；和(c)至少一種酯蠟。
優(yōu)選地，在這種實(shí)施方案中的酯蠟組分以有效改善所述組合物的可成形性，優(yōu)選地可擠出性、可壓延性或可模壓性的量存在。優(yōu)選地，在擠出情況中用這種可成形組合物改善的加工性能包括在給定成形壓力或其它成形參數(shù)例如扭矩設(shè)定下的類似成形速率。
本發(fā)明另一方面涉及成形組合物和包含這種組合物的成形物品。優(yōu)選地本發(fā)明可成形組合物通過成形，優(yōu)選地通過擠出本發(fā)明可成形組合物形成，并且相對(duì)于不含酯蠟和通過實(shí)質(zhì)上相同的成形方法形成的相同組合物呈現(xiàn)對(duì)所述成形組合物的一種或更多種機(jī)械和/或外觀性能沒有顯著的有害作用，優(yōu)選地改進(jìn)所述成形組合物的一種或更多種機(jī)械和/或外觀性能，更優(yōu)選地顯著改進(jìn)所述成形組合物的一種或更多種機(jī)械和/或外觀性能。在某些優(yōu)選的實(shí)施方案中提到的機(jī)械性能包括斷裂模量和表觀彈性模量。在某些優(yōu)選的實(shí)施方案中提到的外觀性能包括表面粗糙度(如目視測(cè)定和/或按照ASTM標(biāo)準(zhǔn)D 570-98在增加的水浸漬測(cè)量中所反映)。
本發(fā)明另一方面提供包含酯蠟的潤(rùn)滑劑組合物，其尤其很好適合于與本發(fā)明可成形組合物一起使用。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，當(dāng)與相同潤(rùn)滑劑載荷但實(shí)質(zhì)上缺乏一種或更多種本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物基本組分的可成形組合物相比較，本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物提供自含所述潤(rùn)滑劑組合物的可成形組合物形成的成形物品機(jī)械性能的改善而對(duì)所述組合物的加工性能或?qū)τ纱酥苽涑尚挝锲返耐庥^性能沒有顯著的有害作用。在某些優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明可成形組合物能夠呈現(xiàn)一種或更多種對(duì)所述組合物的加工特性通常有利和/或合乎需要的性能，而同時(shí)能夠成形為具有合乎需要性能例如相對(duì)高的拉伸強(qiáng)度和/或相對(duì)高度的尺寸穩(wěn)定性的固體形式。
本發(fā)明另一方面涉及制備成形組合物的方法，所述方法包括(a)提供包含以下的可成形組合物(i)至少一種樹脂，其特征在于經(jīng)歷塑性流動(dòng)；(ii)至少一種增強(qiáng)劑；(iii)潤(rùn)滑劑組合物，所述潤(rùn)滑劑組合物包含酯蠟，優(yōu)選地也包含氧化聚乙烯和硬脂酸鋅；和(iv)任選其它添加劑；和(b)優(yōu)選地通過使所述可成形組合物暴露于剪切應(yīng)力，優(yōu)選地通過強(qiáng)制所述組合物通過注射模型成形機(jī)的注嘴、壓延輥的輥隙或擠出機(jī)模頭使所述可成形組合物成形以制備成形物品。
本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方案涉及提供與物品成形有關(guān)的優(yōu)良操作性能的組合物和方法，其涉及所述組合物與一種或更多種相對(duì)硬表面(例如金屬表面)例如擠出模頭孔口、壓延輥輥隙和塑模中的模腔等之間的相對(duì)高壓或高剪切接觸。這種方法通常發(fā)生在成形物品的形成過程中，例如在壓延方法中樹脂片材的形成或通過擠出的異型形成中。如同本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的，金屬脫模特性在用這種方法形成/擠出這種成形物品中可能是重要的，因?yàn)樵谶@種方法中通常使用一個(gè)或更多個(gè)金屬部件，其在形成所述可成形組合物的方法中和/或在使所述可成形物質(zhì)成形中例如在使用各種結(jié)構(gòu)的擠出模頭和壓延輥中在高剪切和/或壓制下接觸所述組合物。這種技術(shù)對(duì)于與形成成形的PVC物品有關(guān)的用途通常是有利的。因此，在許多實(shí)施方案中尤其重要的是提供具有良好的金屬脫模特性同時(shí)也呈現(xiàn)所述成形產(chǎn)品良好物理性能的組合物和方法。因此，本發(fā)明一個(gè)方面提供制備成形樹脂物品，優(yōu)選地PVC片材的方法，所述方法包括(a)提供具有一個(gè)或更多個(gè)相對(duì)硬金屬表面的成形部件；(b)提供包含以下的組合物(i)至少一種樹脂，其特征在于能夠經(jīng)歷塑性流動(dòng)；
(ii)包含酯蠟和氧化聚乙烯的潤(rùn)滑劑組合物；和(iii)任選其它添加劑；和(c)在有效改變所述組合物的至少一種物理性能、所述組合物的形狀或這些中的任何兩種或更多種的條件下，使所述組合物與所述一個(gè)或更多個(gè)相對(duì)硬金屬表面緊密接觸。
優(yōu)選實(shí)施方案詳述隨后的詳細(xì)描述涉及以擠出操作形式的成形。然而，用這種方式給出描述主要是為了方便起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠鑒于在此包含的具體和通常教導(dǎo)連同其它成形方法(包括上述的那些)易于理解和使用本發(fā)明，所有這些方法處于本發(fā)明范圍內(nèi)。
申請(qǐng)人:已經(jīng)意外地發(fā)現(xiàn)當(dāng)與采用實(shí)質(zhì)上相同的擠出方法和相同的可擠出組合物但不存在實(shí)質(zhì)量的本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物制備的成形物品相比較時(shí)，通過在包含至少一種樹脂和至少一種增強(qiáng)材料的可擠出組合物中包含有效量的本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物，自所述可擠出組合物制備的成形物品的外觀性能可得到保持或增強(qiáng)，并且伴隨地所述成形物品的機(jī)械性能可得到保持或改善。
申請(qǐng)人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明組合物和方法很好適用于制備有利的制造物品例如裝飾板、欄柵、板壁等物品。本發(fā)明這些物品的機(jī)械性能順利地比擬至今通常使用的那些物品尤其是裝飾板。
預(yù)期本發(fā)明將對(duì)用纖維素材料優(yōu)選木纖維增強(qiáng)的熱塑性聚合物(例如PVC聚合物，其有時(shí)為了方便在此稱作PVC樹脂)的擠出具有廣泛范圍的適用性。盡管本發(fā)明關(guān)于纖維素增強(qiáng)的PVC可擠出組合物在以下得到描述和舉例說明，確信本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物對(duì)包含其它樹脂和/或增強(qiáng)材料的其它可擠出組合物可具有適用性。例如，包含一種或更多種不是嚴(yán)格熱塑性的聚合物例如聚四氟乙烯(PTFE)的增強(qiáng)聚合物組合物的柱塞式擠出可有益地受到本發(fā)明影響。因此，術(shù)語(yǔ)“可擠出組合物”在此用于不僅指包含具有用纖維素增強(qiáng)材料增強(qiáng)的熱塑性的聚合物的組合物，而且也指相對(duì)于擠出方法可易于擠出和/或行為類似于熱塑性聚合物并且其與具有與纖維素增強(qiáng)材料的那些類似性能的增強(qiáng)材料結(jié)合的那些聚合物。組合物(無論是否熱塑性)和這種增強(qiáng)材料(無論是否纖維素)有時(shí)為了方便起見在此稱作增強(qiáng)樹脂。
定義某些術(shù)語(yǔ)的以下定義涉及本發(fā)明組合物和由此制備的擠出物品的描述。
尺寸穩(wěn)定性指擠出物以與其擠出通過的模頭一致的形狀固化的趨勢(shì)。不束縛于任何具體理論，通常確信隨著當(dāng)形成擠出物時(shí)所使用的擠出溫度降低，所述擠出材料在離開模頭后更快固化。另外，隨著用于強(qiáng)制所述擠出材料來自模頭的壓力減少，通常給予所述擠出材料較少的殘余彈性力，所述彈性力將在所述擠出物固化期間消除。另外，再次不束縛于任何具體理論，通常確信當(dāng)伴隨所有其它擠出條件固定不變，在相同通過速率下比較兩種可擠出組合物時(shí)，在較低溫度下(或者如果溫度固定不變，在較低壓力下)擠出的組合物提供具有減少的離模膨脹因此具有改善的尺寸穩(wěn)定性的擠出物。
不束縛于任何具體理論，確信用于可擠出組合物的潤(rùn)滑劑具有內(nèi)和/或外潤(rùn)滑性能。通常，確信“內(nèi)潤(rùn)滑”性能通過減少賦予所述組合物粘度的粘合力對(duì)可擠出組合物的加工性能具有影響。通過降低這些力，確信組成所述組合物大部分物質(zhì)的聚合物分子在施加壓力時(shí)能夠更易于彼此“滑過”。照這樣，內(nèi)潤(rùn)滑通常產(chǎn)生所述可擠出組合物表觀粘度的降低，使得它在較低壓力下擠出，所有其它擠出因素固定不變。
不束縛于任何具體理論，通常確信外潤(rùn)滑劑自可擠出組合物物質(zhì)中滲出并且在所述組合物與接觸所述組合物的表面的接觸面例如在與金屬表面接觸的位置起作用。那么本發(fā)明方法通常需要使所提供的組合物成形，優(yōu)選地通過使所述組合物暴露于成形剪力以制備成形物品。優(yōu)選地，所述成形步驟包括使本發(fā)明可成形組合物處于其可經(jīng)歷塑性流動(dòng)的溫度下。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，這包括加熱所述組合物和強(qiáng)制所述可成形組合物在壓力下通過由至少一個(gè)固體物體產(chǎn)生的相對(duì)窄或小的開口。在擠出的情況中，例如所述開口優(yōu)選地以含有一個(gè)或更多個(gè)孔開口等模頭形式存在以賦予形成的擠出物異型材。在壓延的情況中，所述開口優(yōu)選地通過兩個(gè)輥之間或一個(gè)輥與刮刀、小刀等之間的輥隙形成。在注射模塑中，所述開口通常以噴嘴和/或通道/流道和/或模腔和部件的形式存在。在壓塑中，大量可成形組合物置于合適的模腔中，然后通過在相對(duì)高壓力下暴露于壓制成形，當(dāng)所述組合物強(qiáng)制流入和圍繞模腔和其它模具部件時(shí)，這又當(dāng)然使所述可成形組合物暴露于剪切力。
因?yàn)檫@是在組合物中包含外潤(rùn)滑劑要求的結(jié)果，這些潤(rùn)滑劑通常選擇用于由在組合物中包含它們賦予的“金屬脫模”性能。該“金屬脫?！毙阅軠p少克服通過管道或孔板的流動(dòng)阻力(對(duì)塑性流動(dòng)的阻力)要求的力。也優(yōu)選的是該潤(rùn)滑可發(fā)生而不引起所述擠出物(一旦形成)質(zhì)量的實(shí)質(zhì)降低，在某些實(shí)施方案中擠出物的表面質(zhì)量可得到相對(duì)改善，例如通過增加擠出物品表面的光滑度。
如在此描述的，某些本發(fā)明優(yōu)選的可擠出組合物和某些優(yōu)選的成形物品特征為它們改善的性能，那些性能與具有實(shí)質(zhì)上相似潤(rùn)滑劑載荷但其不含有本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的可擠出組合物相比較進(jìn)行測(cè)量。顯而易見的是在可擠出組合物中可包含提供給所述組合物潤(rùn)滑性能的多種材料和組合物。一般地，可擠出組合物通過相對(duì)于在所述組合物中包含的樹脂重量的所述組合物組分的重量比得到描述。如在此使用的短語(yǔ)，可擠出組合物具體組分的“載荷”例如在可擠出組合物中潤(rùn)滑劑組合物的“載荷”指相對(duì)于在所述組合物中包含的樹脂重量份在所述可擠出組合物中包含的潤(rùn)滑劑組合物的重量百分?jǐn)?shù)。
擠出物品本發(fā)明在一個(gè)方面涉及包含PVC樹脂、增強(qiáng)材料和酯蠟的擠出物品的制備。本發(fā)明這個(gè)方面的擠出物品具有相當(dāng)于或優(yōu)于包含類似載荷的增強(qiáng)材料和實(shí)質(zhì)上缺乏酯蠟的擠出物品的外觀和機(jī)械性能，優(yōu)選地至少一種性能是優(yōu)越的。與本發(fā)明潛在相關(guān)的外觀性能包括擠出物品的尺寸穩(wěn)定性、表面粗糙度和表面光澤度?？筛纳频臐撛谙嚓P(guān)的機(jī)械性能包括擠出物品的固有撓曲和拉伸強(qiáng)度以及所述擠出物品的表觀彈性模量和斷裂模量。
外觀性能的改善包括目測(cè)相當(dāng)于或比實(shí)質(zhì)上不含酯蠟的比較擠出物品更光滑的表面外觀。機(jī)械性能包括增強(qiáng)材料改善的分散作用，如通過以下描述的方法測(cè)定的那樣，和物品增加的斷裂模量和/或表觀彈性模量，如按照Acceptance Criteria For Deck Board Span Ratingsand Guardrail Systems(裝飾板跨距等級(jí)和護(hù)欄系統(tǒng)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn))，由ICBO Evaluation Services，Inc.公布，2002年5月1日生效測(cè)量的那樣，其在此通過引用結(jié)合到本文中。
所述增強(qiáng)材料在所述擠出物品中均勻分散的程度可通過取得擠出物品的橫截面，目測(cè)檢查所述橫截面區(qū)域的聚結(jié)材料(如通過所述表面非均勻外觀表現(xiàn)的)確定。另外檢查所述橫截面區(qū)域外觀孔隙度(所述擠出物品的聚合物基質(zhì)中的空穴)。通常，優(yōu)選的本發(fā)明擠出物品在受到這種檢查時(shí)呈現(xiàn)更均勻的橫截面，這是由于與自缺乏所述可擠出組合物的一種或更多種必要組分(無論是否以潤(rùn)滑劑組合物的形式單獨(dú)存在)的可擠出組合物制備的擠出物品相比較改善的增強(qiáng)材料分散作用。通常，優(yōu)選的本發(fā)明擠出物品顯示減少或消除孔隙度。
增強(qiáng)的擠出物品和性能優(yōu)點(diǎn)以及制備擠出物品中考慮的擠出方面的另外實(shí)例在附加的標(biāo)題為“Formulating to Enhance the FlexuralStrength of PVC/Wood Composites(配制增強(qiáng)PVC/Wood復(fù)合材料的撓曲強(qiáng)度)”的29頁(yè)Appendix A和在附加的標(biāo)題為“Formulating toEnhance the Flexural Properties of PVC/Wood Composites(配制增強(qiáng)PVC/Wood復(fù)合材料的撓曲性能)”的16頁(yè)Appendix B中得到討論。
方法本發(fā)明一方面涉及優(yōu)選地自包含酯蠟(優(yōu)選地作為本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的組分)、樹脂(優(yōu)選PVC樹脂)和增強(qiáng)材料(在許多實(shí)施方案中)的可擠出組合物制備成形物品的方法。如在此詳細(xì)討論的那樣，除了改善由此制備的擠出物品的機(jī)械性能以外，本發(fā)明組合物提供改善所述可擠出組合物的一種或更多種可擠出性能和所述擠出物的外觀性能。優(yōu)選地，本發(fā)明改善在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)量，與包含實(shí)質(zhì)上類似重量百分?jǐn)?shù)的潤(rùn)滑劑但實(shí)質(zhì)上缺乏本發(fā)明組合物的一種或更多種必要組分的可擠出組合物相比較。這種描述的可擠出組合物在此為了方便稱為比較性可擠出組合物。在一些優(yōu)選的方法中，本發(fā)明成形物品具有的機(jī)械性能優(yōu)于自比較性可擠出組合物形成的成形物品具有的機(jī)械性能，本發(fā)明成形物品由其制備的所述可擠出組合物優(yōu)選地具有的可擠出性能至少實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于，優(yōu)選地優(yōu)于所述比較性可擠出組合物。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述成形物品具有與自比較性可擠出組合物制備的擠出物至少相同的機(jī)械性能，本發(fā)明成形物品由其制備的所述可擠出組合物的至少一種可擠出性能優(yōu)于比較性可擠出組合物的可擠出性能。
如同所述術(shù)語(yǔ)在此使用的那樣，比較性潤(rùn)滑劑組合物(其可僅包含單一的潤(rùn)滑劑物質(zhì))為完全或?qū)嵸|(zhì)程度地缺乏本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的一種或更多種必要組分的潤(rùn)滑劑組合物。
本發(fā)明方法優(yōu)選地包括提供本發(fā)明組合物和使所述組合物暴露于剪力，所述剪力引起組合物改變其一種或更多種物理性能例如均勻性、內(nèi)部化學(xué)結(jié)構(gòu)(例如熔合)和形狀(例如擠出可擠出組合物)。如本領(lǐng)域已知的那樣，可擠出組合物的要求根據(jù)用于使所述可成形組合物成形的設(shè)備和尤其是由此形成的擠出物要求的性能廣泛變化，預(yù)期所有這種要求可通過處于本發(fā)明范圍內(nèi)的組合物得到滿足。為了方便起見，可擠出組合物的性能在此稱作可擠出組合物的“可擠出性能”。
盡管預(yù)期本發(fā)明可擠出組合物可通過本領(lǐng)域已知的任何方法提供，通常優(yōu)選的是所提供的可擠出組合物通過混合至少一種樹脂、增強(qiáng)材料和包含一種或更多種對(duì)所述可擠出組合物具有有益潤(rùn)滑作用組分的潤(rùn)滑組合物形成。當(dāng)所述潤(rùn)滑組合物包含多于一種組分時(shí)，組分的聯(lián)合可連續(xù)或同時(shí)地作為單獨(dú)組分提供給可擠出組合物?；蛘撸凑毡景l(fā)明的某些方面，所述潤(rùn)滑組分的聯(lián)合可作為以單獨(dú)潤(rùn)滑劑組合物形式的組分混合物提供。
通常，可擠出組合物通過在共混步驟中混合所述可擠出組合物的組分而提供，所述共混步驟包括混合樹脂、增強(qiáng)材料和其它任選組分(如果存在)和本發(fā)明潤(rùn)滑劑組分的聯(lián)合。在制備可擠出組合物中，優(yōu)選地所述混合物經(jīng)外部加熱并共混。優(yōu)選地所述共混步驟在所述組合物中引起另外的剪切加熱。優(yōu)選地剪切加熱和來自外部熱源的熱的聯(lián)合引起所述組合物的單獨(dú)顆粒軟化和熔合，產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上均勻的物質(zhì)。在熔點(diǎn)(熔點(diǎn))，所述組合物中獨(dú)立微粒的特性優(yōu)選地實(shí)質(zhì)上喪失。
本發(fā)明組合物的可擠出性能可通過在固定條件下實(shí)施這種加熱和共混操作并測(cè)量所生成物質(zhì)的某些方面得到評(píng)價(jià)。應(yīng)意識(shí)到這種試驗(yàn)可在任何條件下進(jìn)行，所述條件在考慮試驗(yàn)裝置(例如轉(zhuǎn)矩流變儀)的操作能力是適合的，與選擇用于受試組合物的具體組分相容。為了方便起見，選擇用于比較性評(píng)價(jià)可擠出組合物的任何條件在此稱作標(biāo)準(zhǔn)條件。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)條件時(shí)，達(dá)到熔點(diǎn)要求的共混時(shí)間稱作“熔化時(shí)間”。在標(biāo)準(zhǔn)條件下，通常在熔點(diǎn)，組合物的粘度為最大值，在大約該相同點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)共混所述物質(zhì)要求的扭矩的最大值。所述扭矩最大值與熔化粘度相關(guān)，可作為熔化扭矩報(bào)導(dǎo)，兩者中任何一個(gè)都是可擠出組合物的性能優(yōu)點(diǎn)。
伴隨在標(biāo)準(zhǔn)條件下繼續(xù)共混，期待所述組合物的粘度和共混所述組合物要求的扭矩將降低至相對(duì)穩(wěn)態(tài)狀況。所述穩(wěn)態(tài)值稱作平衡粘度，所述組合物此時(shí)的溫度稱作平衡溫度，在平衡溫度下共混所述組合物要求的扭矩稱作平衡扭矩。在具體溫度下，平衡扭矩或平衡粘度中的任何一個(gè)是可擠出組合物的性能優(yōu)點(diǎn)，可在適當(dāng)情況下用于比較不同可擠出組合物的可擠出性?？蓴D出組合物的所有以上可測(cè)量的性能可在適當(dāng)情況下用作比較兩種不同可擠出組合物的基礎(chǔ)。
伴隨在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)一步繼續(xù)共混，期待至少本發(fā)明某些組合物開始交聯(lián)，所述組合物的粘度和因此繼續(xù)共混要求的扭矩開始升高。在標(biāo)準(zhǔn)條件下，熔點(diǎn)與由于交聯(lián)引起的可測(cè)量的粘度升高開始之間的經(jīng)過時(shí)間稱作穩(wěn)定時(shí)間。在標(biāo)準(zhǔn)條件下，所述穩(wěn)定時(shí)間也是可擠出組合物的性能優(yōu)點(diǎn)，可在適當(dāng)情況下用于比較兩種不同可擠出組合物的可擠出性。
因此，在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)量的可擠出組合物的上述性能可表示所述可擠出組合物的可擠出性能。通過在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)量這些性能，可進(jìn)行各種可擠出組合物可擠出性能的定性和定量比較。其它可擠出性能可通過在實(shí)質(zhì)上相同的條件下比較自相同擠出機(jī)中擠出的組合物進(jìn)行測(cè)量。這些可擠出性能的實(shí)例包括對(duì)給定的擠出機(jī)扭矩設(shè)定或壓頭值的組合物擠出速率。
本發(fā)明方法也包括擠出或成形所提供的可成形組合物以制備成形物品。許多具體的成形/擠出技術(shù)是本領(lǐng)域熟知的，預(yù)期所有這種技術(shù)可適用于本發(fā)明。在某些優(yōu)選的實(shí)施方案中，擠出所述組合物的步驟包括將所述組合物引入到具有至少兩個(gè)金屬壓延輥的壓延操作中。優(yōu)選地，所述擠出步驟包括使本發(fā)明可擠出組合物處于其可經(jīng)歷塑性流動(dòng)的溫度。
在某些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述擠出步驟包括加熱所述可擠出組合物和通過強(qiáng)制所述可擠出組合物通過包含一個(gè)或更多個(gè)開口的模頭和/或在至少兩個(gè)金屬輥之間壓延所述組合物改變所述組合物的形狀。對(duì)于其中使用模頭的實(shí)施方案，所述模頭的開口賦予新形成的擠出物異型材。在任何情況中，因此形成的擠出物可如以上描述的那樣評(píng)價(jià)外觀性能，其包括尺寸穩(wěn)定性(離模膨脹)和表面外觀(粗糙度、密封)。因此，在固定條件下，不同的可擠出組合物也可基于每單位時(shí)間強(qiáng)制給定量的可擠出組合物通過模頭、壓延輥等要求的力的量進(jìn)行評(píng)價(jià)和比較，自不同的可擠出組合物制備的擠出物基于它們的尺寸穩(wěn)定性和外觀性能比較。因此，本發(fā)明可擠出組合物和由其制備的擠出物另外的優(yōu)點(diǎn)特征值是擠出所述可擠出組合物需要的壓力或力和/或所述組合物的金屬脫模性能。這些量伴隨所有其它擠出變量固定不變得到確定。當(dāng)擠出條件自被比較的可擠出組合物提供擠出物品時(shí)，其中以上提及的外觀質(zhì)量實(shí)質(zhì)上相當(dāng)，測(cè)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.)。
如以上提及的那樣，本發(fā)明一個(gè)方面是改善增強(qiáng)材料在可擠出組合物中，伴隨地在由所述組合物制備的擠出物品中的分散作用。如所知道的那樣，改善所述增強(qiáng)材料在組合物中的分散作用可改善自這種可擠出組合物制備的擠出物品的機(jī)械性能，提供增強(qiáng)材料更劃算的利用。也如所知道的那樣，增強(qiáng)材料改善的分散作用可改變所述組合物其它可測(cè)量的性能。例如在所有其它因素相當(dāng)?shù)那闆r下增加增強(qiáng)材料在PVC可擠出組合物中的分散程度可在給定溫度下增加所述組合物的表觀粘度，導(dǎo)致在給定速率下擠出所述組合物需要更高的擠出機(jī)扭矩。
本發(fā)明方法也包括提供成形物品，所述成形物品與在實(shí)質(zhì)上相似的擠出條件下自具有實(shí)質(zhì)上相同載荷的比較潤(rùn)滑劑的比較性可擠出組合物制備的成形物品(標(biāo)準(zhǔn)比較條件)相比較具有改善的機(jī)械性能。如將理解和以上描述的那樣，存在多種標(biāo)準(zhǔn)用于評(píng)價(jià)成形物品的各種機(jī)械性能，包括例如用于測(cè)量拉伸強(qiáng)度的ASTM標(biāo)準(zhǔn)D 638、用于評(píng)價(jià)撓曲強(qiáng)度的ASTM D 6109-031，當(dāng)它用于結(jié)構(gòu)材料的表觀彈性模量和斷裂模量時(shí)，結(jié)構(gòu)材料的載荷性能測(cè)試通過例如ASTMD4761-02 a測(cè)定。
按照以上描述的性能優(yōu)點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)比較條件，在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明可擠出組合物包含一定量的潤(rùn)滑劑組合物，所述潤(rùn)滑劑組合物含有一定比例的組分，所述組分選擇用于提供具有至少相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)可擠出組合物的可擠出性能的可擠出組合物同時(shí)提供呈現(xiàn)拉伸強(qiáng)度、撓曲強(qiáng)度、斷裂模量、表觀彈性模量中一種或更多種的增加(如按照ASTM D6109-03或ASTM D47 61-02a測(cè)定，兩者在此通過引用結(jié)合到本文中)的由此得到的擠出物。更優(yōu)選的是提供具有改善的機(jī)械性能和具有改善的可擠出性能的擠出物品的可擠出組合物。甚至更優(yōu)選的是提供呈現(xiàn)這些改善的可擠出性能的擠出物和提供具有至少一種改善的機(jī)械性能和至少一種改善的外觀性能(即表面粗糙度和/或密封、光澤度及尺寸穩(wěn)定性)的擠出物品的本發(fā)明可擠出組合物。
按照以上描述的性能優(yōu)點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)比較條件，在一些實(shí)施方案中，選擇本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的組分和它們的重量比，所述組合物在本發(fā)明組合物中包含的量使得提供組合物，優(yōu)選地可擠出組合物，所述組合物具有減少的一種或更多種以下可擠出性能熔化溫度、熔化時(shí)間、每單位時(shí)間擠出給定量的可擠出組合物要求的力(如通過擠出機(jī)壓頭或扭矩測(cè)量)和任選地在一些實(shí)施方案中的金屬脫模。更優(yōu)選地，所述可擠出組合物的組分和它們的相對(duì)量經(jīng)選擇以在至少一種以上提及的可擠出性能提供至少約3％改進(jìn)，仍然更優(yōu)選至少約5％改進(jìn)，更優(yōu)選至少約10％改進(jìn)，更優(yōu)選至少約20％改進(jìn)，同時(shí)提供呈現(xiàn)拉伸強(qiáng)度、撓曲強(qiáng)度、斷裂模量、表觀彈性模量中一種或更多種的改進(jìn)(如按照ASTM D6109-03或ASTM D4761-02a測(cè)定，兩者在此通過引用結(jié)合到本文中)的由此得到的擠出物。更優(yōu)選的是具有這些改善的可擠出性能和提供在給定的機(jī)械性能呈現(xiàn)至少約5％，更優(yōu)選至少約10％，更優(yōu)選至少約15％，甚至更優(yōu)選至少約20％改進(jìn)的擠出物品的擠出物。
按照以上描述的性能優(yōu)點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)比較條件，在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，選擇本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的組分和比例，所述潤(rùn)滑劑組合物包含在本發(fā)明可擠出組合物中的量使得提供具有至少相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)可擠出組合物的可擠出性能的可擠出組合物，優(yōu)選地其在至少一種以上提及的可擠出性能具有至少約2％，更優(yōu)選至少約5％，更優(yōu)選至少約10％改進(jìn)，同時(shí)提供呈現(xiàn)表面粗糙度、表面光澤度和尺寸穩(wěn)定性中任何一種的改善和在拉伸強(qiáng)度、撓曲強(qiáng)度、斷裂模量、表觀彈性模量中一種或更多種的增加(如按照ASTM D6109-03或ASTMD4761-02a測(cè)定)的由此得到的擠出物。更優(yōu)選的是呈現(xiàn)一種或更多種改善的可擠出性能和提供在至少一種外觀性能具有至少約2％增加，更優(yōu)選至少約5％，甚至更優(yōu)選至少約10％增加和在一種或更多種以上提及的機(jī)械性能具有增加的擠出物品的擠出物。更優(yōu)選的是提供以上提及的改善的可擠出性能和提供具有以上提及的改善的外觀性能的擠出物品和在一種或更多種以上提及的機(jī)械性能提供至少5％，更優(yōu)選至少約10％，更優(yōu)選至少約20％增加的可擠出組合物。
按照以上描述的性能優(yōu)點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)比較條件，在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，選擇本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的組分和比例，所述組合物包含在本發(fā)明可擠出組合物中的量使得提供可擠出組合物，可由此制備的成形物品在拉伸強(qiáng)度、撓曲強(qiáng)度、斷裂模量、表觀彈性模量中一種或更多種具有至少約10％增加，更優(yōu)選至少約15％增加，更優(yōu)選至少約20％增加，更優(yōu)選超過30％增加(如按照ASTM D6109-03或ASTM D4761-02a測(cè)定)。
在本發(fā)明一些實(shí)施方案中，優(yōu)選的是本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的用量在標(biāo)準(zhǔn)比較條件下有效減少每單位時(shí)間強(qiáng)制給定量的可擠出組合物通過模頭需要的力至少約2％，更優(yōu)選至少約5％，甚至更優(yōu)選至少約10％，同時(shí)提供自所述可擠出組合物制備的擠出物，其在拉伸強(qiáng)度、撓曲強(qiáng)度、斷裂模量和表觀彈性模量中的一種或更多種優(yōu)選地具有至少約5％，更優(yōu)選至少約10％，甚至更優(yōu)選至少約20％增加(如按照ASTM D6109-03或ASTM D4761-02a測(cè)定)。在這種實(shí)施方案中，也通常優(yōu)選的是本發(fā)明可擠出組合物的其它可擠出性能與所述比較性可擠出組合物相比較沒有實(shí)質(zhì)降低。在這種實(shí)施方案中，也通常優(yōu)選的是在標(biāo)準(zhǔn)條件下自本發(fā)明可擠出組合物制備的擠出物產(chǎn)物的外觀和機(jī)械性能(如以下詳細(xì)描述)與在標(biāo)準(zhǔn)條件下自類似潤(rùn)滑劑載荷的比較性可擠出組合物制備的擠出物相比較得到改善。
不束縛于任何具體理論，當(dāng)以以下表示的比例和量混合時(shí)，本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的組分提供可擠出組合物要求的內(nèi)和外潤(rùn)滑性能而在由此制備的擠出物的機(jī)械和外觀性能未提供以上提及的有害作用。
在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的用量使得提供至少一種以上描述的可擠出性能的改進(jìn)和/或增強(qiáng)材料分散程度的改進(jìn)，如按照在此描述的目測(cè)方法測(cè)量。當(dāng)所述潤(rùn)滑劑在所述組合物的可擠出性能提供改進(jìn)時(shí)，優(yōu)選地所述潤(rùn)滑劑組合物的用量使得不僅在可擠出組合物對(duì)塑性流動(dòng)抗性提供至少約2％減少，更優(yōu)選至少約5％減少，更優(yōu)選至少約10％減少(與使用類似量比較性潤(rùn)滑劑的可擠出組合物相比較，擠出條件相同)，在自本發(fā)明可擠出組合物制備的擠出物產(chǎn)物的斷裂模量、表觀彈性模量、撓曲強(qiáng)度和/或拉伸強(qiáng)度中的一種或更多種提供至少約5％，更優(yōu)選至少約10％，更優(yōu)選至少約20％增加(如按照ASTM D6109-03或ASTM D4761-02a測(cè)定)。因此本發(fā)明的優(yōu)選方法能夠提供采用驅(qū)動(dòng)擠出方法要求的相對(duì)低的壓頭和相對(duì)低的扭矩的擠出步驟，其每一個(gè)也都是可擠出組合物的可擠出性能可得到測(cè)量的特征。在某些實(shí)施方案中，潤(rùn)滑劑組合物在組合物中的存在量?jī)?yōu)選地相對(duì)于要求的壓頭有效減少壓頭至少約5％，更優(yōu)選至少約10％，除了存在本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物以外所有其它條件實(shí)質(zhì)相同，伴隨地在自本發(fā)明可擠出組合物制備的擠出物產(chǎn)物的斷裂模量、表觀彈性模量、拉伸強(qiáng)度和/或撓曲強(qiáng)度提供至少約5％，更優(yōu)選至少約10％增加。也優(yōu)選的是在某些實(shí)施方案中潤(rùn)滑劑組合物在可擠出組合物中的存在量相對(duì)于要求的擠出扭矩有效減少擠出扭矩至少約2％，更優(yōu)選至少約5％，甚至更優(yōu)選至少約10％，除了存在所述潤(rùn)滑劑組合物以外所有其它條件實(shí)質(zhì)相同，伴隨地在自所述可擠出組合物制備的擠出物產(chǎn)物的斷裂模量和/或表觀彈性模量和/或拉伸強(qiáng)度和/或撓曲強(qiáng)度中一種或更多種提供至少約5％，更優(yōu)選至少約10％增加(如按照ASTM D6109-03或ASTM D4761-02a測(cè)定)。
本發(fā)明的某些優(yōu)選方法因此能夠提供具有大大改善的尺寸穩(wěn)定性的擠出物(擠出產(chǎn)物)。優(yōu)選地本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物在可擠出組合物中的存在量有效增加擠出產(chǎn)物尺寸穩(wěn)定性，伴隨地提供自所述可擠出組合物制備的擠出物品的斷裂模量、表觀彈性模量、拉伸強(qiáng)度和/或撓曲強(qiáng)度中一種或更多種的增加。優(yōu)選地所述可擠出組合物中使用的潤(rùn)滑劑組合物的量相對(duì)于在相同的擠出機(jī)條件下自比較性可擠出組合物提供的擠出物品提供至少約2％，更優(yōu)選至少約5％，甚至更優(yōu)選至少約10％尺寸穩(wěn)定性改進(jìn)。優(yōu)選地，與自比較性可擠出組合物制備的擠出物品相比較，伴隨地自本發(fā)明可擠出組合物制備的擠出物品機(jī)械性能增加，在斷裂模量、表觀彈性模量、拉伸強(qiáng)度和/或撓曲強(qiáng)度中至少一種增加至少約5％，更優(yōu)選至少約10％，如按照ASTM D6109-03或ASTM D4761-02a測(cè)定。
如以上討論的那樣，不束縛于任何具體理論，外潤(rùn)滑劑減少可擠出組合物與接觸所述組合物表面之間的粘合力。當(dāng)所述可擠出組合物包含增強(qiáng)材料時(shí)，包含大部分組合物的樹脂在擠出期間實(shí)質(zhì)程度地粘合到模頭的趨勢(shì)可用于在離開所述模頭時(shí)自可擠出組合物牽拉增強(qiáng)材料。這種趨勢(shì)在擠出產(chǎn)物上產(chǎn)生具有粒狀或甚至有凹痕(“玉米芯(corn cobb)”)外觀的表面，降低所述擠出物的商業(yè)價(jià)值。擠出物表面的質(zhì)量一般地通過評(píng)價(jià)其粗糙度和/或其反射率(光澤度)得到評(píng)價(jià)。光澤度的測(cè)量是已知的，例如ASTM標(biāo)準(zhǔn)D-2523-95和D2457-97。粗糙度的變化通過目測(cè)和/或觸覺比較兩個(gè)表面確定。表面粗糙度也通過擠出物品的水浸漬程度反映，如按照ASDM D-570-98測(cè)量。當(dāng)表面粗糙度增加，表面密封不太好，水在試驗(yàn)下浸漬到擠出物品體內(nèi)至增加的程度。優(yōu)選地本發(fā)明潤(rùn)滑劑組分在可擠出組合物中存在的總量相對(duì)于對(duì)除了存在本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物以外所有其它條件實(shí)質(zhì)上相同的擠出物品觀察到的有效降低水浸漬至少約2％，更優(yōu)選至少約5％，甚至更優(yōu)選至少約10％，伴隨地在自所述可擠出組合物制備的擠出物產(chǎn)物的斷裂模量和/或表觀彈性模量和/或拉伸強(qiáng)度和/或撓曲強(qiáng)度中一種或更多種提供至少約5％，更優(yōu)選至少約10％增加(按照ASTM D6109-03或ASTM D4761-02a測(cè)定)。
可發(fā)現(xiàn)本發(fā)明某些潤(rùn)滑劑組合物也可通過改善所述組合物增強(qiáng)材料與樹脂組分之間的潤(rùn)濕(并且因此改善它們之間的粘合力)而作為表面活性劑。這通過選自斷裂模量和/或表觀彈性模量和/或拉伸強(qiáng)度和/或撓曲強(qiáng)度和/或載荷容量中的一種或更多種機(jī)械性能的增加得到證實(shí)。
當(dāng)它自孔板開口或自壓延輥之間等形成時(shí)，所述成形物品優(yōu)選地冷卻以制備具有由模頭或輥賦予的基本形狀的相對(duì)硬物品。所成形的擠出物可以其擠出形式例如作為裝飾模制件、作為柵欄部件、作為建筑物板壁、作為窗戶部件、作為門側(cè)壁、作為基線板、作為防水板等產(chǎn)品使用，所有這種通過本發(fā)明方法或采用本發(fā)明組合物制備的產(chǎn)品處于本發(fā)明范圍內(nèi)。所述擠出物也可切成便利長(zhǎng)度的構(gòu)件并包裝用于后續(xù)加工例如作為原料用于注塑或吹塑方法。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中本發(fā)明方法因此包括提供包含至少一種聚氯乙烯樹脂、纖維素增強(qiáng)組分和本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的可擠出組合物。本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物在可擠出組合物中存在的量?jī)?yōu)選地有效改善由此制備擠出物的至少一種機(jī)械性能，同時(shí)提供具有合乎需要的、優(yōu)選優(yōu)良的可擠出性能的可擠出組合物。因此，當(dāng)與具有實(shí)質(zhì)上相似載荷的潤(rùn)滑劑但實(shí)質(zhì)上不含一種或更多種本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物組分的比較性可擠出組合物(比較性可擠出組合物)相比較時(shí)，本發(fā)明可擠出組合物的可擠出性能是至少相當(dāng)?shù)?，?yōu)選地至少一種加工性能得到改善。伴隨地，當(dāng)與自比較性可擠出組合物制備的擠出物品比較時(shí)，自本發(fā)明可擠出組合物制備的擠出物品的機(jī)械性能得到改善。
優(yōu)選地，本發(fā)明方法在至少一種擠出性能量度和在一種擠出物外觀質(zhì)量量度中產(chǎn)生改善。更優(yōu)選地，本發(fā)明方法在以下每一種中呈現(xiàn)改善的性能可擠出性標(biāo)準(zhǔn)(例如擠出扭矩、壓頭和加工穩(wěn)定性)；自可擠出組合物制備的擠出物產(chǎn)物的外觀性能(例如表面粗糙度、光澤度和尺寸穩(wěn)定性)；和由此制備的擠出物品的機(jī)械性能(例如拉伸強(qiáng)度、撓曲強(qiáng)度、斷裂模量和表觀彈性模量)。
組合物本發(fā)明提供可擠出組合物、用于配制可擠出組合物的添加劑組合物(包括潤(rùn)滑劑組合物)和自本發(fā)明可擠出組合物形成的擠出組合物(包括成形物品)。
可擠出組合物本發(fā)明可擠出組合物包含樹脂、增強(qiáng)材料、酯蠟與氧化聚乙烯蠟的組合和硬脂酸鋅。在某些實(shí)施方案中所述組合物可任選包含另外的熱穩(wěn)定劑例如硬脂酸鈣和另外的潤(rùn)滑劑例如石蠟。酯蠟與氧化聚乙烯蠟的組合和硬脂酸鋅組分(當(dāng)存在時(shí))及任選的其它組分例如硬脂酸鈣和石蠟可作為單獨(dú)的組合物制備。無論是作為單獨(dú)的組分加入到可擠出組合物中或作為單獨(dú)的組合物制備并且作為組分的混合物加入到可擠出組合物中，這些組分有時(shí)為了方便起見在此稱作“潤(rùn)滑劑組合物”。除了樹脂、增強(qiáng)材料和潤(rùn)滑劑組合物以外，本發(fā)明優(yōu)選的可擠出組合物可任選包含其它添加劑，包括可在可擠出組合物中實(shí)施一些相同或類似功能的其它組分，例如其它潤(rùn)滑劑組分、沖擊改性劑、填充劑(例如碳酸鈣)、熱穩(wěn)定劑(例如基于錫的穩(wěn)定劑如來自Rohm&Haas的TM281)、加工助劑(例如丙烯酸類共聚物)、粘合劑、著色劑等，例如在Handbook of Plastic Materials andTechnology(塑性材料手冊(cè)和技術(shù))，I.Rubin編輯，Wiley-Interscience，John Wiley&Sons，Inc.New York，1990中描述的那些和在PlasticAdditives and Modifiers Handbook(塑料添加劑和改性劑手冊(cè))，J.Edenbaum編輯，Van Nostrand Reinhold，New York，1992，第3章中描述的那些，其在此通過引用結(jié)合到本文中。
盡管可制備僅包含樹脂、增強(qiáng)材料、至少一種酯蠟、至少一種氧化聚乙烯蠟的本發(fā)明可擠出組合物，應(yīng)意識(shí)到另外的考慮可要求包含其它組分。這些考慮包括各種加工設(shè)備要求、由待擠出的具體異型材提出的要求和其它技術(shù)認(rèn)知的考慮。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，可擠出組合物包含潤(rùn)滑劑組合物，所述潤(rùn)滑劑組合物含有石蠟、酯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸鋅和任選硬脂酸鈣。
優(yōu)選地，本發(fā)明可擠出組合物組分的量和類型經(jīng)選擇以致于所述組合物呈現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下測(cè)定的一種或更多種以下性能較低的熔化扭矩、較低的平衡扭矩、熔化時(shí)間減少、平衡溫度減少和加工穩(wěn)定性(動(dòng)力學(xué)熱穩(wěn)定性)增加和/或通過擠出可擠出組合物制備的擠出物品(擠出物產(chǎn)物)的尺寸穩(wěn)定性和/或表面粗糙度和/或表面光澤度和/或金屬脫模性能的改善。如以上提及，這些特性通常導(dǎo)致所述擠出方法特性和/或外觀和用途的改善，因此改善擠出物產(chǎn)物的商業(yè)價(jià)值。伴隨提供一種或更多種以上提及性能的改進(jìn)，構(gòu)成本發(fā)明可擠出組合物中使用的潤(rùn)滑劑組合物的組分的量和類型優(yōu)選地也在自所述可擠出組合物制備的擠出物產(chǎn)物提供改進(jìn)的機(jī)械性能。改進(jìn)的機(jī)械性能的實(shí)例包括撓曲強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、斷裂模量和表觀彈性模量中一種或更多種的增加。也就是說，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)在以上提及的標(biāo)準(zhǔn)條件下與具有實(shí)質(zhì)上相似載荷的潤(rùn)滑劑組合物的缺乏實(shí)質(zhì)程度的一種或更多種本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物組分的可擠出組合物(比較性可擠出組合物)相比較時(shí)，在增強(qiáng)的可擠出組合物優(yōu)選包含PVC和纖維素增強(qiáng)材料的組合物中包含在此詳細(xì)描述的本發(fā)明潤(rùn)滑劑組分可提供組合物，所述組合物在自所述可擠出組合物制備的擠出物產(chǎn)物呈現(xiàn)改進(jìn)的可擠出性能和/或尺寸穩(wěn)定性和/或表面粗糙度和/或表面光澤度改進(jìn)。伴隨地，當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)條件下與自比較性可擠出組合物制備的擠出物品相比較，自本發(fā)明可擠出組合物制備的擠出物品具有改進(jìn)的機(jī)械性能。
通常，對(duì)于所述可擠出組合物的加工性能，伴隨另外固定擠出參數(shù)，與所述可擠出組合物的加工有關(guān)的一種或更多種以下性能通過在所述組合物中包含本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物得到改善(a)增強(qiáng)材料在組合物中改善的分散作用；(b)較低的壓頭；(c)較低的熔化扭矩；(d)較低的擠出溫度；(e)較低的表觀粘度；和金屬脫模。通常，對(duì)于通過在另外的固定條件下擠出自本發(fā)明可擠出組合物制備的擠出物品的外觀性能可觀察到擠出物尺寸穩(wěn)定性和/或表面粗糙度和/或表面光澤度的改善，代替或除了以上提及的加工性能改進(jìn)。除了所述可擠出組合物任何一種或所有以上提及的加工性能和通過擠出本發(fā)明可擠出組合物制備的擠出物品的外觀性能改進(jìn)，通過在標(biāo)準(zhǔn)條件下自本發(fā)明組合物制備的擠出物品也呈現(xiàn)一種或更多種機(jī)械性能的改善撓曲強(qiáng)度和/或拉伸強(qiáng)度和/或斷裂模量和/或表觀彈性模量，這些機(jī)械性能按照以上提及的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
樹脂本發(fā)明可擠出組合物可包含熱塑性樹脂或呈現(xiàn)熱塑性能或可擠出的樹脂。因此，預(yù)期可使用樹脂例如聚碳酸酯、ABS塑料和高工程塑料。然而，通常優(yōu)選的是本發(fā)明組合物的樹脂包括乙烯基樹脂，優(yōu)選地基本由乙烯基樹脂組成，即一種或更多種具有乙烯基(CH2＝CH)作為起始結(jié)構(gòu)單元的聚合物(包括均聚物、共聚物、三元共聚物等)。尤其優(yōu)選的是聚氯乙烯(PVC)，尤其是懸浮體、分散體、乳液或本體PVC樹脂，優(yōu)選懸浮體和本體PVC樹脂。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明PVC樹脂的Filentscher K-值為約50-約70，甚至更優(yōu)選約55-約65。
增強(qiáng)材料本發(fā)明可擠出組合物和由此制備的擠出物產(chǎn)物主要包含在此詳細(xì)描述的樹脂，和在優(yōu)選實(shí)施方案中與其混合，優(yōu)選地實(shí)質(zhì)均勻分散在其中的增強(qiáng)材料，為了方便有時(shí)在此也稱作“增強(qiáng)劑”。也應(yīng)意識(shí)到增強(qiáng)材料可具有廣泛種類的形狀例如纖維、小片和顆粒。盡管可包含廣泛種類的增強(qiáng)材料(例如玻璃纖維、滑石、芳族聚酰胺纖維(aramide fiber)等)，優(yōu)選地增強(qiáng)材料包括纖維素材料(為了方便有時(shí)在此也稱作纖維素增強(qiáng)組分)。合適的纖維素增強(qiáng)組分的實(shí)例包括鋸屑、木屑、木粉、bisal、大麻和亞麻。市售可得到的纖維素增強(qiáng)纖維為例如60目美國(guó)長(zhǎng)葉松，得自American Wood Fiber Co.。
以下將描述優(yōu)選潤(rùn)滑劑組合物的各種組分，制備本發(fā)明可擠出組合物和潤(rùn)滑劑組合物的優(yōu)選方法，然后將呈現(xiàn)潤(rùn)滑劑組合物及其用途的實(shí)例。
潤(rùn)滑劑組合物一種用于本發(fā)明可擠出組合物和用于制備本發(fā)明添加劑組合物的優(yōu)選潤(rùn)滑劑組合物包含(i)酯蠟；(ii)氧化聚乙烯蠟；和優(yōu)選地(iii)硬脂酸鋅。在一些優(yōu)選的潤(rùn)滑劑組合物中，也包含硬脂酸鈣和石蠟組分。
在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，潤(rùn)滑劑組合物組分的重量比經(jīng)選擇以至于當(dāng)所述潤(rùn)滑劑組合物以提供每一百重量份樹脂約2重量份-約5重量份的潤(rùn)滑劑組合物的量加入可擠出組合物中時(shí)，提供的可擠出組合物產(chǎn)生的擠出物的斷裂模量(如通過ASTM D6109-97el測(cè)量)超過自具有相同的潤(rùn)滑劑載荷但具有實(shí)質(zhì)上缺乏本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的一種或更多種必要組分的潤(rùn)滑劑組合物的可擠出組合物制備的擠出物。更優(yōu)選地，選擇提供斷裂模量增加至少約20％的比例。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，申請(qǐng)人的潤(rùn)滑劑組合物包含(a)酯蠟；(b)聚乙烯蠟；(c)硬脂酸鋅；(d)石蠟；和(e)硬脂酸鈣，所述潤(rùn)滑劑組合物組分的相對(duì)量經(jīng)選擇以在自所述組合物制備的擠出物產(chǎn)物提供與自實(shí)質(zhì)上缺乏硬脂酸鋅、酯蠟或氧化聚乙烯蠟組分中的一種或更多種的可擠出組合物制備的擠出物產(chǎn)物相比較拉伸強(qiáng)度的有利增加。盡管不希望束縛于任何具體理論，申請(qǐng)人確信當(dāng)所述潤(rùn)滑劑組合物的組分形成增強(qiáng)的可擠出組合物的一部分時(shí)，它們改善了樹脂對(duì)組合物中增強(qiáng)劑的親合力，同時(shí)提供給所述組合物潤(rùn)滑性質(zhì)和熱穩(wěn)定性。
酯蠟組分適用于本發(fā)明潤(rùn)滑劑和可擠出組合物的酯蠟的實(shí)例包括聚合化合物，其可在單官能脂肪酸(例如硬脂酸)或其它單官能親脂性有機(jī)酸存在下，通過二或多官能羧酸(例如己二酸)與二或多官能醇(例如季戊四醇)縮合制備。所有以上提及的反應(yīng)物為商業(yè)品。
各種酯蠟的制備和用途已例如在Nakamachi等的美國(guó)專利6485804、Lindner的美國(guó)專利5621033、Anderson等的美國(guó)專利5039740、Hasegawa等的美國(guó)專利4681975、Okitsu等的美國(guó)專利4454313和Williams等的美國(guó)專利3972962中得到描述，每一個(gè)在此通過引用結(jié)合到本文中。在某些優(yōu)選實(shí)施方案中，適用于本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的酯蠟具有下面的性能酸值為約1-約25mg KOH/g酯蠟，粘度為100℃下的約30厘泊-176℃下的約160厘泊。
為用于本發(fā)明的潤(rùn)滑劑組合物，優(yōu)選的是如果酯蠟具有約10mgKOH/g蠟-約18mg KOH/g蠟的酸值和具有115℃下約50厘沲的粘度。更優(yōu)選為包含含有季戊四醇∶己二酸∶硬脂酸重量比為約16∶14∶70的反應(yīng)縮合產(chǎn)物的酯蠟，通過ASTM D-1316測(cè)量的殘余酸值為約12mg KOH/g酯蠟，約116℃下的粘度為約50厘沲。
適用于本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的酯蠟為以商品名RheolubTMSpecialty酯市售得自Honeywell，包括例如RheolubTM710、RheolubTM830和RheolubTM1800。
可替代以上描述的本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物中酯蠟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-單硬脂酸酯、季戊四醇-二硬脂酸酯及其兩種或更多種的混合物。許多這些可作為物品或商品得到，例如得自Cognis的Pentesters。
氧化聚乙烯蠟組分氧化聚乙烯聚合物(在下文為氧化聚乙烯或OPE)多年來已知為表面活性材料。這些材料一般自烯烴聚合物例如聚乙烯或“聚乙烯蠟”烯烴-共聚物例如聚乙烯/聚丁二烯和聚乙烯/聚甲基丙烯酸制備，通過使所述聚合物或共聚物受到氧化使得氧官能團(tuán)(例如以羰基官能團(tuán)形式)引入到聚合物中，使其不太疏水。多種出版物描述了這些材料的制備和各種用途，例如Deckers等的美國(guó)專利6060565、Hettche等的美國(guó)專利4459388、Bush等的美國(guó)專利3322711和Bauum的美國(guó)專利3234197，其公開和參考文獻(xiàn)在此通過引用結(jié)合到本文中。
這些材料的實(shí)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”)。
為了用于本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物，最有用的氧化聚乙烯材料具有以下性能(i)Brookfield粘度為140℃下約200(厘泊)cps-150℃下約85000cps；和(ii)通過ASTM D-1386、305-OR-1或TMP-QCL-006測(cè)量的酸值為約5mg KOH/g材料-約19g KOH/g材料。更優(yōu)選氧化聚乙烯蠟組分的Brookfield粘度為150℃下至少6000cps，酸值不大于20mg.KOH/g蠟。優(yōu)選OPE組分的Brookfield粘度為150℃下約8500cps-約85000cps，通過ASTM D 638和D 6109測(cè)量的酸值為約7mgKOH/g材料-約20mg KOH/g材料。處于這個(gè)范圍內(nèi)的可市售得到材料為AC 316氧化聚乙烯，另一種為AC 307氧化聚乙烯，兩者可得自Honeywell。
硬脂酸鋅組分適用于本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的硬脂酸鋅指任何市售可得的通常稱作“硬脂酸”的脂肪酸的鋅鹽。這不僅包括基本上由十八烷酸鋅組成的高純度鹽，而且也包括食品級(jí)和工業(yè)級(jí)材料，所述材料包含一定范圍的反映脂肪酸源(該材料由其制備)組成的脂肪酸鋅鹽組分。這些變體為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉。通常，任何具有可接受等級(jí)和純度的用作可擠出組合物中的熱穩(wěn)定劑的硬脂酸鋅可用于本發(fā)明組合物。合適的硬脂酸鋅的市售可得的實(shí)例為得自NORAC的COAD硬脂酸鋅。
任選的石蠟組分當(dāng)存在時(shí)，本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的石蠟組分包含足夠分子量的線形和支化脂族烴的混合物，它們?cè)诘陀诩s60℃的溫度下通常為固體材料，100℃下通常具有大于5厘沲的粘度。如所理解，石蠟有時(shí)也稱作烴潤(rùn)滑劑。適用于可擠出組合物的石蠟見述于Handbook ofPlastic Materials and Technology(塑性材料手冊(cè)和技術(shù))，I.Rubin編輯，Wiley-Interscience，John Wiley&Sons，Inc.，New York，1990，其在此通過引用結(jié)合到本文中。
適用于本發(fā)明組合物的市售可得石蠟的實(shí)例可見于得自Honeywell的RheochemTM系列潤(rùn)滑劑，例如RheochemTMRL-145、RL-165和RL-185。其它合適的石蠟潤(rùn)滑劑應(yīng)為顯而易見的。
任選的硬脂酸鈣組分當(dāng)存在時(shí)，用于本發(fā)明組合物的合適的硬脂酸鈣組分可為預(yù)制鹽形式，或在制備潤(rùn)滑劑組合物期間通過用鈣堿處理含有硬脂酸的組合物組分的混合物原位形成。例如用氧化鈣中和游離硬脂酸形成鈣鹽。
原位制備硬脂酸鈣的第二個(gè)實(shí)例是通過將氫氧化鈣和脂肪酸加入到組合物中。通常，當(dāng)所述組合物包含脂肪酸和氫氧化鈣組分時(shí)，優(yōu)選地通過使液體形式的蠟和脂肪酸共混在一起，隨后通過在其中至少部分脂肪酸被中和的條件下進(jìn)行的反應(yīng)步驟制備組合物，如由關(guān)于可擠出PVC組合物(其中共混有成品添加劑組合物)要求的性能的技術(shù)認(rèn)知的變量所確定。優(yōu)選地，在包含脂肪酸和氫氧化鈣的添加劑組合物組分共混期間達(dá)到的混合和溫度條件經(jīng)調(diào)整以確保所述氫氧化物和酸的中和反應(yīng)實(shí)質(zhì)上進(jìn)行完全。提供硬脂酸鈣的其它方法是顯而易見的。
適用于本發(fā)明組合物的市售可得到的硬脂酸鈣的實(shí)例為例如得自Norac的COAD 10硬脂酸鈣。應(yīng)意識(shí)到硬脂酸鈣組分的純度水平和等級(jí)可顯著變化，自工業(yè)級(jí)市售物品至食品級(jí)材料至高度純化材料，仍然處于本發(fā)明范圍內(nèi)。
對(duì)于在大多數(shù)可擠出組合物中的用途，本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物包含約50％重量-約80％重量，更優(yōu)選約60％重量-約80％重量，更優(yōu)選約50％重量-約70％重量，更優(yōu)選約60％重量-約70％重量的酯蠟、約10％重量-約30％重量，更優(yōu)選約10％重量-約20％重量的氧化聚乙烯蠟，和一些至約25％重量，優(yōu)選約1％重量-約25％重量，更優(yōu)選約1％重量-約20％重量，更優(yōu)選約1％重量-約10％重量硬脂酸鋅。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物另外包含高達(dá)另外10％重量的至少一種石蠟和高達(dá)另外25％重量的硬脂酸鈣。具有處于這些范圍之外量的組合物也可按可擠出組合物(其中加入本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物)的要求使用。
在一些實(shí)施方案中，申請(qǐng)人的潤(rùn)滑劑組合物包含(a)酯蠟；(b)聚乙烯蠟；(c)硬脂酸鋅；(d)石蠟；和(e)硬脂酸鈣，所述潤(rùn)滑劑組合物組分的相對(duì)量經(jīng)選擇以在自所述組合物制備的擠出物產(chǎn)物提供與自實(shí)質(zhì)上缺乏硬脂酸鋅、酯蠟或氧化聚乙烯蠟組分中一種或更多種的可擠出組合物制備的擠出物產(chǎn)物相比較拉伸強(qiáng)度有利的增加。
在一個(gè)實(shí)施方案中，申請(qǐng)人的潤(rùn)滑劑組合物包含(a)約1％重量-約10％重量的石蠟；(b)約10％重量-約60％重量的酯蠟；(c)約5％重量-約30％重量的氧化聚乙烯蠟；(d)約5％重量-約25％重量的硬脂酸鈣；和(e)約1％重量-約25％重量的硬脂酸鋅。
應(yīng)意識(shí)到通過已知原理指導(dǎo)，可使用處于這些優(yōu)選范圍之外的這些組分值并且保持在本發(fā)明范圍內(nèi)。
添加劑如以上提及，本發(fā)明可擠出組合物也可包含一般地包含在可擠出組合物中，優(yōu)選如以上描述的PVC樹脂中的其它添加劑，包括具有熱穩(wěn)定性的那些添加劑并且也包括具有內(nèi)和外潤(rùn)滑性能的那些添加劑。在此，這些稱為“補(bǔ)充”以將它們區(qū)別于也具有潤(rùn)滑和熱穩(wěn)定性能的本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物。因此，所使用潤(rùn)滑劑組合物的量和構(gòu)成所述潤(rùn)滑劑組合物的組分的量可按照已知原則根據(jù)所述組合物中的補(bǔ)充潤(rùn)滑劑、穩(wěn)定劑等的量調(diào)整。
補(bǔ)充熱穩(wěn)定劑的實(shí)例包括當(dāng)加入到可擠出PVC組合物中時(shí)已知發(fā)揮動(dòng)力學(xué)熱穩(wěn)定作用的任何補(bǔ)充添加劑。適用于本發(fā)明組合物的補(bǔ)充熱穩(wěn)定劑的實(shí)例包括通常用作可擠出PVC組合物中的熱穩(wěn)定添加劑的那些，例如含錫化合物如硫醇錫。其它技術(shù)認(rèn)知的熱穩(wěn)定劑例如通常在Plastics Additives and Modifiers Handbook(塑料添加劑和改性劑手冊(cè))，J.Edenbaum編輯，Van Nostrand Reinhold，New York1992(其在此通過引用結(jié)合到本文中)中描述的那些，例如基于鉛基化合物的那些，例如中性硬脂酸鉛和二堿式磷酸鉛。另外的實(shí)例包括“金屬”皂例如多種脂肪酸的鈣鹽，和“混合金屬”皂例如硬脂酸鈣/鋅。另外，可使用不基于重金屬鹽的熱穩(wěn)定劑例如得自CromptonCorporation的有機(jī)基穩(wěn)定劑(OBS)。
補(bǔ)充潤(rùn)滑劑的實(shí)例是聚乙烯蠟均聚物。這種材料是已知的，可以商品名AC系列蠟均聚物得自Honeywell。
可擠出組合物的制備本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物可通過共混固體、半固體或液體材料與其它固體、半固體或液體材料的任何已知方法制備。
便利地，可擠出組合物可通過放置一定量的樹脂優(yōu)選聚氯乙烯樹脂(PVC樹脂)于共混設(shè)備中，依次加入增強(qiáng)組分、要求的補(bǔ)充添加劑組分例如穩(wěn)定劑、填充劑、加工助劑、著色劑和顏料以及在所述組合物中要求的其它組分，將本發(fā)明潤(rùn)滑劑組分的組合加入到所述物質(zhì)中制備。如上所述，構(gòu)成本發(fā)明組合的潤(rùn)滑劑組分可優(yōu)選地按照上述比例單獨(dú)共混，并以在此具體規(guī)定的量在單個(gè)加入中作為潤(rùn)滑劑組分的共混物加入到以上提及的含有樹脂的混合物中?；蛘?，構(gòu)成本發(fā)明組合的獨(dú)立組分可同時(shí)或在不同時(shí)間單獨(dú)加入到可擠出組合物的一種或更多種其它組分中。
可使用各種規(guī)模的任何類型混合或共混設(shè)備，從人工實(shí)驗(yàn)室臺(tái)式規(guī)模例如手提式電動(dòng)混合器和容器到電動(dòng)工業(yè)規(guī)模加工設(shè)備。后者類型設(shè)備的實(shí)例包括Henschel混合器、螺帶式混合機(jī)和溫度控制攪拌混合槽。
因此應(yīng)意識(shí)到混合所述組分的順序不嚴(yán)格。例如，構(gòu)成本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合的任何兩種或更多種潤(rùn)滑劑組分(包括所有的潤(rùn)滑劑組分)可制備為混合物加入到以上描述類型的可擠出組合物中，或者每一種組分可同時(shí)或順序地加入到以上描述類型的可擠出組合物的一種或更多種其它組分中?；蛘撸蓴D出組合物的樹脂和各種組分可加入到本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的一種或更多種(包括所有)潤(rùn)滑劑組分中。因此，所有這種使本發(fā)明可擠出組合物的組分混合在一起的方法通過在此使用的術(shù)語(yǔ)“加入”來考慮。
通常，本發(fā)明組合的潤(rùn)滑劑組分存在于所述可擠出組合物中，以致于潤(rùn)滑組分的總計(jì)量足以提供可擠出組合物，所述可擠出組合物在以上描述的比較條件下呈現(xiàn)一種或更多種以下可擠出性能(a)較低的平衡扭矩；和(b)較低的平衡溫度，和/或提供由此制備的擠出物品，所述擠出物品當(dāng)與自如以上描述的具有實(shí)質(zhì)上相似潤(rùn)滑劑載荷的比較性可擠出組合物制備的擠出物品相比較時(shí)在一種或更多種以下外觀性能具有改進(jìn)(a)表面粗糙度降低(更光滑表面)；(b)水浸漬減少；(c)增加表面光澤度；和(d)增加尺寸穩(wěn)定性，同時(shí)在自本發(fā)明可擠出組合物制備的擠出物產(chǎn)物提供一種或更多種以下機(jī)械性能增加(a)拉伸強(qiáng)度；(b)撓曲強(qiáng)度；(c)斷裂模量；和(d)表觀彈性模量。優(yōu)選的是潤(rùn)滑劑組合在可擠出組合物中的用量伴隨減少平衡扭矩和/或平衡溫度的可擠出性能(通過轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)定)和增加由其制備的擠出物的一種或更多種機(jī)械性能包括拉伸強(qiáng)度、撓曲強(qiáng)度、斷裂模量和表觀彈性模量(按照ASTM D6109-03或ASTM D4761-02a測(cè)定)。優(yōu)選的是使用一定量的潤(rùn)滑劑組合減少至少一種可擠出性能至少約3％和增加一種或更多種機(jī)械性能至少約10％。
盡管這個(gè)量會(huì)變化，通常優(yōu)選的是改進(jìn)的組合物相對(duì)于在可擠出組合物中100重量份的可擠出樹脂(優(yōu)選PVC樹脂)包含約0.1重量份每百份樹脂(PHR)至高達(dá)約0.5重量份(PHR)的氧化聚乙烯、約0.5重量份每百份樹脂(PHR)至高達(dá)約4.0重量份(PHR)的酯蠟和約0.1重量份每百份樹脂(PHR)至高達(dá)約2.0重量份(PHR)的硬脂酸鋅。
通常，潤(rùn)滑劑組合物中各種組分要求的量會(huì)提供到可擠出組合物中，通過在所述可擠出組合物中加入約0.5-約6重量份以上描述的潤(rùn)滑劑組合物每百重量份樹脂(PHR)，優(yōu)選地約1 PHR-約5.5 PHR的潤(rùn)滑劑組合物加入可擠出組合物中，最優(yōu)選地約2.0 PHR-約5.0 PHR的潤(rùn)滑劑組合物加入可擠出組合物中。根據(jù)已知的原則和考慮到可擠出組合物要求的性能以及可存在于可擠出組合物中的補(bǔ)充添加劑，可使用更大或更少的量。例如，其中加入本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的可擠出組合物也可包含其它的內(nèi)和外潤(rùn)滑劑。因此，所使用潤(rùn)滑劑組合物的量調(diào)整至更大或更少的量，這通過包含或不包含其它潤(rùn)滑組分確保。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明可擠出組合物優(yōu)選地包含塑性組合物和增強(qiáng)劑的共混物，所述塑性組合物包含(a)100重量份的一種或更多種可擠出樹脂，優(yōu)選地包含PVC樹脂，甚至更優(yōu)選地基本上由PVC樹脂組成；(b)約0.1 PHR-約5.0 PHR的酯蠟，更優(yōu)選約0.1 PHR-約3.5 PHR的酯蠟，甚至更優(yōu)選約0.1 PHR-約2_0 PHR的酯蠟；(c)約0.05 PHR-約1.4 PHR的氧化聚乙烯蠟，更優(yōu)選約0.05 PHR-約1.4 PHR的聚乙烯蠟，甚至更優(yōu)選約0.05 PHR-約0.6 PHR的氧化聚乙烯蠟；(d)約0.1 PHR-約0.6 PHR的硬脂酸鋅，更優(yōu)選約0.1 PHR-約0.5PHR的硬脂酸鋅，甚至更優(yōu)選約0.1 PHR-約0.4 PHR的硬脂酸鋅；(e)任選地，0.4 PHR-約2 PHR，優(yōu)選約0.5-約1.5，更優(yōu)選約0.6PHR-約1.0 PHR的石蠟；(f)任選地，約0.3 PHR-約2.0 PHR，優(yōu)選約0.4 PHR-約1.5 PHR，更優(yōu)選約0.5-約1.0 PHR的硬脂酸鈣；(g)任選地，約0.4 PHR-約1.6 PHR，優(yōu)選約0.5 PHR-約1.5 PHR，更優(yōu)選約0.6-約1.4 PHR的一種或更多種錫穩(wěn)定劑；(h)任選地，高達(dá)約10 PHR，優(yōu)選約0.5 PHR-約7.0 PHR，更優(yōu)選約0.5-約5.0 PHR的一種或更多種加工助劑；(i)任選地，高達(dá)約15 PHR，優(yōu)選高達(dá)約10 PHR，更優(yōu)選高達(dá)約7 PHR的一種或更多種改性劑；(j)任選地，高達(dá)約15 PHR，優(yōu)選約1 PHR-約10 PHR，更優(yōu)選約2 PHR-約7 PHR的碳酸鈣；和(k)任選地，高達(dá)約1 PHR，優(yōu)選高達(dá)約0.5 PHR，更優(yōu)選高達(dá)約0.1 PHR的一種或更多種聚乙烯蠟均聚物，其中所述增強(qiáng)劑占組合物的約20％重量-約70％重量，優(yōu)選組合物的約30％重量-約60％重量，更優(yōu)選組合物的約30％重量-約50％重量，更優(yōu)選組合物的約40％重量-約50％重量，其中所述增強(qiáng)材料優(yōu)選包含纖維素增強(qiáng)劑，甚至更優(yōu)選基本上由纖維素增強(qiáng)劑組成，甚至更優(yōu)選為選自窄范圍篩目尺寸的木粉。
在某些優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明可擠出組合物優(yōu)選包含塑性組合物和增強(qiáng)劑的共混物，其中所述塑性組合物包含(a)100重量份的一種或更多種PVC樹脂組分；(b)約0.5 PHR-約6.0 PHR，更優(yōu)選約1.0-約5.5 PHR，更優(yōu)選約2.0-約5.0 PHR的包含以下的潤(rùn)滑劑組合物(i)約50％重量-約80％重量的酯蠟；(ii)約5％重量-約50％重量的氧化聚乙烯蠟；和(iii)約1％重量-約20％重量的硬脂酸鋅；和任選地，(iv)約10％重量-約20％重量的硬脂酸鈣；和(v)約3％重量-約7％重量的石蠟；和任選地，(c)高達(dá)約15 PHR，優(yōu)選約1 PHR-約10 PHR，更優(yōu)選約2 PHR-約7 PHR的碳酸鈣；(d)約0.4 PHR-約1.6 PHR，優(yōu)選約0.5 PHR-約1.5 PHR，更優(yōu)選約0.6-約1.4 PHR的一種或更多種錫穩(wěn)定劑；(e)高達(dá)約10 PHR，優(yōu)選約0.5 PHR-約7.0 PHR，更優(yōu)選約0.5-約5.0 PHR的一種或更多種加工助劑；(f)高達(dá)約15 PHR，優(yōu)選高達(dá)約10 PHR，更優(yōu)選高達(dá)約7 PHR的一種或更多種改性劑；(g)約0.3 PHR-約2.0 PHR，優(yōu)選約0.4 PHR-約1.5 PHR，更優(yōu)選約0.5-約1.0 PHR的硬脂酸鈣；和(h)高達(dá)約1 PHR，優(yōu)選高達(dá)約0.5 PHR，更優(yōu)選高達(dá)約0.1 PHR的一種或更多種聚乙烯蠟均聚物組分，
其中所述增強(qiáng)劑占組合物的約20％重量-約70％重量，優(yōu)選組合物的約30％重量-約60％重量，更優(yōu)選組合物的約30％重量-約50％重量，更優(yōu)選組合物的約40％重量-約50％重量，其中所述增強(qiáng)材料優(yōu)選包含纖維素增強(qiáng)劑，甚至更優(yōu)選基本上由纖維素增強(qiáng)劑組成，甚至更優(yōu)選為選自窄范圍篩目尺寸的木粉。
添加劑組合物本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物可加入到各種補(bǔ)充、增強(qiáng)和樹脂組分中以提供可擠出樹脂組合物。這些潤(rùn)滑劑組合物可與現(xiàn)存的可擠出樹脂組合物例如PVC組合物一起使用，作為潤(rùn)滑添加劑也可在由其制備的擠出物產(chǎn)物提供改進(jìn)的可擠出性能和改進(jìn)的物理和機(jī)械性能。其中加入本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物以提供本發(fā)明可擠出組合物的含有纖維素增強(qiáng)的PVC的可擠出組合物的實(shí)例見述于Zehner的美國(guó)專利6248813和6103791以及Seethamraju等的美國(guó)專利6210792，其公開和參考文獻(xiàn)在此通過引用結(jié)合到本文中。
以上描述的潤(rùn)滑劑組合物可形成添加劑組合物的基礎(chǔ)，所述添加劑組合物除了潤(rùn)滑劑組分以外還包含一種或更多種補(bǔ)充添加劑例如補(bǔ)充內(nèi)和外潤(rùn)滑劑、熱穩(wěn)定劑及可擠出PVC組合物的其它組分?？刂朴糜诳蓴D出PVC組合物的這些補(bǔ)充添加劑的選擇和量的變量通常見述于Plastics Additives and Modifiers Handbook(塑料添加劑和改性劑手冊(cè))，J.Edenbaum編輯，Van Nostrand Reinhold，New York，1992，其在此通過引用結(jié)合到本文中。優(yōu)選的添加劑組合物包含以上描述的本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物和相容補(bǔ)充潤(rùn)滑劑和相容補(bǔ)充熱穩(wěn)定劑中的至少一種。
例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明添加劑組合物可配制以包含可擠出組合物的實(shí)質(zhì)上所有組分，除了可擠出樹脂以外。這種類型的添加劑組合物優(yōu)選地配制以僅與可擠出樹脂例如可擠出PVC樹脂混合并因此提供可擠出PVC組合物。在供選的實(shí)施方案中，添加劑組合物可配制以加入到可擠出PVC組合物中作為用于制備可擠出組合物的多種添加劑組分中的一種。在這種實(shí)施方案中，優(yōu)選的是本發(fā)明添加劑組合物另外包含至少一些最常用的可擠出PVC組合物組分，因此提供單獨(dú)的添加劑組合物，其可用于多種不同的可擠出PVC組合物同時(shí)減少制備可擠出PVC組合物要求的加入方法數(shù)目。
鑒于在此包含的教導(dǎo)，預(yù)期廣泛范圍相對(duì)比例的廣泛種類組分適用于本發(fā)明。
如以上對(duì)可擠出組合物所描述，本發(fā)明添加劑組合物可通過用于混合固體、半固體或液體材料與其它固體、半固體或液體材料的任何已知方法制備。這包括但不限于用于可混溶材料混合物例如形成單一相的兩種或更多種組分混合物的技術(shù)。它也包括用于共混相分離材料以形成兩種或更多種不混溶或部分不混溶材料的域分離區(qū)的緊密互相貫通結(jié)構(gòu)的技術(shù)。也如所知，除了其中進(jìn)行兩種組分之間的反應(yīng)以原位生成組合物組分例如提供金屬皂潤(rùn)滑劑的實(shí)施方案以外，添加劑組合物的各種組分可以任何順序共混在一起并保持在本發(fā)明范圍內(nèi)。
應(yīng)意識(shí)到可通過加入本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物改進(jìn)的可擠出纖維素增強(qiáng)的PVC組合物可以按照已知原則包含各種量的廣泛范圍組分。這些組合物的加工性能通過加入本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物等分部分而改進(jìn)至不同程度。另外，自這些組合物形成物品的物理性能伴隨在可擠出組合物成形為物品之前向所述可擠出組合物中加入本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物得到改進(jìn)。
自組合物排除酰胺蠟本發(fā)明人已經(jīng)意外發(fā)現(xiàn)如果在其中存在本發(fā)明潤(rùn)滑劑的可擠出組合物中也包含酰胺蠟，可使賦予自包含本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的可擠出組合物制備的擠出物產(chǎn)物機(jī)械性能改進(jìn)至少在一些程度上無效。
在此使用的術(shù)語(yǔ)酰胺蠟為含有一個(gè)或更多個(gè)酰胺官能團(tuán)的潤(rùn)滑劑。酰胺蠟包括通過一種或更多種胺類與一種或更多種脂肪酸縮合提供的那些。應(yīng)意識(shí)到該種類包括雙酰胺蠟，尤其是亞乙基雙硬脂酰胺蠟(EBS蠟)。
因此，在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，在制備本發(fā)明潤(rùn)滑劑和可擠出組合物中避免酰胺蠟組分以保留對(duì)由其制備的擠出物品機(jī)械性能的有益作用。在其它優(yōu)選的實(shí)施方案中，酰胺蠟組分實(shí)質(zhì)上自組合物完全排除。
在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，申請(qǐng)人的發(fā)明包括實(shí)質(zhì)上或完全不含酰胺蠟的可擠出組合物。在其它優(yōu)選的實(shí)施方案中，申請(qǐng)人的發(fā)明包括擠出方法，所述方法包括(a)提供按照本發(fā)明制備的可擠出組合物，其另外特征為不含有實(shí)質(zhì)量的酰胺蠟或完全不含酰胺蠟；和(b)擠出所述可擠出組合物。在其它優(yōu)選的實(shí)施方案中，申請(qǐng)人的發(fā)明包括通過擠出實(shí)質(zhì)上缺乏或完全不含酰胺蠟組分的本發(fā)明可擠出組合物制備的擠出物品。在另一個(gè)實(shí)施方案中，申請(qǐng)人的發(fā)明包括不含實(shí)質(zhì)量的酰胺蠟或完全不含酰胺蠟組分的本發(fā)明添加劑潤(rùn)滑劑組合物。
實(shí)施例以下實(shí)施例舉例說明可擠出組合物(實(shí)施例1)和潤(rùn)滑劑組合物(實(shí)施例3)，每一種按照申請(qǐng)人的發(fā)明制備。實(shí)施例也舉例說明(實(shí)施例2)通過按照申請(qǐng)人的方法自申請(qǐng)人的組合物形成擠出物品提供的改進(jìn)的機(jī)械性能。以下實(shí)施例用于舉例說明上述說明的目的，不意指限制權(quán)利要求
發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1-可擠出組合物制備含有纖維素增強(qiáng)PVC樹脂的可擠出組合物，其包含如以下表1中顯示的相對(duì)于100重量份樹脂(PHR)的重量份的組分。這些包括比較實(shí)施例A(含有市售用于PVC潤(rùn)滑目的的專利潤(rùn)滑劑組合物的可擠出組合物)和比較實(shí)施例B(包含雙酰胺蠟組分和實(shí)質(zhì)上缺乏硬脂酸鋅的可擠出組合物)。表1中也顯示包含本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的可擠出組合物(實(shí)施例1)。
用于制備實(shí)施例和比較實(shí)施例組合物的材料如下，含有增強(qiáng)材料的PVC樹脂采用以下材料制備得自Shintech的SE 650聚氯乙烯樹脂(K＝57)；得自Shintech的SE 950聚氯乙烯樹脂(K＝65)；得自Crompton的Mark 1993錫基熱穩(wěn)定劑(穩(wěn)定劑)；得自Imerys的CamelCal-ST碳酸鈣；得自Rohm&Haas的Acryloid KM334丙烯酸類沖擊改性劑(沖擊改性劑)；得自Arkema的Durastrength D-510丙烯酸類沖擊改性劑(沖擊改性劑)；得自Honeywell的RheolubRL 1800蠟(20％重量石蠟/20％重量酯蠟/60％重量硬脂酸鈣共混物)；得自Norac的COAD 21硬脂酸鋅(鋅潤(rùn)滑劑)；氧化聚乙烯蠟(OPE)AC316 A(Honeywell)；亞乙基雙硬脂酰胺(雙酰胺蠟)Advawax 280(Rohm&Haas)；40目木粉作為纖維素增強(qiáng)組分(商業(yè)品)和得自Acme-HardestryCo.的Jenkinol L-260(雙十八烷基鄰苯二甲酸酯)，所有按原樣使用。
通過將PVC組合物組分加入到配備有蒸汽夾套加熱系統(tǒng)的Papenmeier Mixer(高強(qiáng)度混合器)中并加熱至超過110℃的溫度同時(shí)運(yùn)行攪拌槳制備組合物。當(dāng)這些組分實(shí)質(zhì)上均勻混合時(shí)，排出PVC組合物，冷卻至環(huán)境溫度并放置24小時(shí)(老化時(shí)間)。
在老化時(shí)間結(jié)束時(shí)，將一部分PVC組合物與給定百分?jǐn)?shù)的干燥木纖維(參見表1)混合形成纖維素纖維增強(qiáng)可擠出組合物并保留用于擠出。觀察到實(shí)施例1可擠出組合物的可擠出性能實(shí)質(zhì)上類似于比較實(shí)施例組合物。這就是說發(fā)現(xiàn)擠出實(shí)施例1和比較實(shí)施例可擠出組合物需要的擠出機(jī)設(shè)置實(shí)質(zhì)上相同。檢查自所述兩種組合物制備的擠出物品顯示自實(shí)施例1組合物制備的物品呈現(xiàn)更均勻的木纖維分散作用，當(dāng)所述物品的橫截面與自比較實(shí)施例組合物制備的物品橫截面相比較時(shí)。
表1
*所顯示組分的量為所述組合物中相對(duì)于100重量份PVC樹脂的組分重量份。
**“K”表示所采用樹脂的Filentscher K-值實(shí)施例2-制備擠出物品自以上制備的每一種可擠出組合物(實(shí)施例1和比較實(shí)施例A和B)的等分試樣制備擠出物品。對(duì)于每一種可擠出組合物，將組合物的等分試樣置于配備有具有0.3英寸×1.3英寸標(biāo)稱尺寸的矩形異型材模頭的28mm平行雙螺桿實(shí)驗(yàn)室擠出機(jī)中。所述擠出機(jī)在固定條件下操作，自每一種可擠出組合物形成矩形異形擠出件。所述擠出型材經(jīng)噴水冷卻并切割為3英尺長(zhǎng)用于力學(xué)試驗(yàn)。
然后來自每一種可擠出組合物的擠出型材切割為規(guī)定長(zhǎng)度以制備ASTM標(biāo)準(zhǔn)的試樣。然后按照ASTM D 6109-97測(cè)試所述試樣的撓曲性能、表觀彈性模量和斷裂模量。另外，目測(cè)評(píng)價(jià)它們的表面粗糙度和外觀并按照ASTM D 638測(cè)試光澤度。
受試試樣的尺寸和斷裂模量和表觀彈性模量試驗(yàn)結(jié)果呈現(xiàn)在表2中。這些數(shù)據(jù)顯示自實(shí)施例1制劑的可擠出組合物形成的物品在斷裂模量和表觀彈性模量?jī)煞矫婢哂性黾?，即通常具有增加的撓曲?qiáng)度。與以上描述的數(shù)據(jù)一起，這些數(shù)據(jù)證實(shí)本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物提供賦予可擠出組合物的潤(rùn)滑性能的改進(jìn)，如組合物改進(jìn)的可擠出性所表明，也改善組合物中增強(qiáng)材料和PVC樹脂之間的相互作用，如改進(jìn)的撓曲性能所表明。所有自本發(fā)明組合物制備的擠出物品具有可接受的光滑表面外觀。
表2
*受試試樣為具有矩形橫截面的棒。
**KPSI＝千磅每平方英寸。
***PSI＝磅每平方英寸。
實(shí)施例3-制備添加劑組合物通過將表3中顯示量的組分置于配備有低強(qiáng)度攪拌槳和配備有蒸汽加熱夾套的容器中，在超過110 C下加熱所述組分，同時(shí)運(yùn)行所述混合機(jī)的攪拌槳制備本發(fā)明添加劑潤(rùn)滑劑組合物。當(dāng)這些組合物以提供可接受的可擠出性能的量加入到包含PVC樹脂和木增強(qiáng)材料的可擠出組合物中時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)由其制備的擠出物品具有改善的機(jī)械性能。
表3
*所顯示組分的量為組合物中組分的重量百分?jǐn)?shù)。
權(quán)利要求
1.一種可成形組合物，所述組合物包含(a)熱塑性樹脂；(b)增強(qiáng)劑；和(c)酯蠟，其中所述蠟以至少約0.1重量份每百重量份(PHR)所述樹脂的水平存在于組合物中。
2.權(quán)利要求
1的組合物，其中所述酯蠟以約0.1 PHR-約5.0 PHR存在。
3.權(quán)利要求
1或權(quán)利要求
2的組合物，所述組合物另外包含氧化聚乙烯蠟和硬脂酸鋅。
4.一種可擠出組合物，所述組合物包含(a)熱塑性樹脂；(b)增強(qiáng)劑；(c)酯蠟；(d)氧化聚乙烯；(e)硬脂酸鋅；(f)任選地，石蠟；和(g)任選地，硬脂酸鈣。
5.權(quán)利要求
4的組合物，其中所述熱塑性樹脂包括聚氯乙烯樹脂(PVC)，所述增強(qiáng)劑為纖維素增強(qiáng)劑。
6.權(quán)利要求
5的組合物，其中所述組分(c)、(d)和(e)的相對(duì)量經(jīng)選擇以與自實(shí)質(zhì)上缺乏一種或更多種所述(c)、(d)和(e)組分的可擠出組合物制備的擠出物品相比較在自所述組合物制備的擠出物品的選自斷裂模量、表觀彈性模量、拉伸強(qiáng)度和撓曲強(qiáng)度的按照ASTMD6109-97e1或ASTM D4761-02a測(cè)定的一種或更多種機(jī)械性能提供有利的增加。
7.權(quán)利要求
6的組合物，其中所述組分(c)、(d)和(e)一起以相對(duì)于相同組合物但缺乏組分(c)、(d)和(e)的所述組合有效改善所述組合物的一種或更多種可成形特性的量存在，所述一種或更多種改善的可成形特性選自i.對(duì)給定成形條件降低的成形壓力；ii.減少的平衡溫度；和iii.減少的熔化扭矩。
8.權(quán)利要求
6的組合物，其中組合物為可擠出組合物，所述組分(c)、(d)和(e)一起以相對(duì)于相同組合物但缺乏組分(c)、(d)和(e)的所述組合有效改善所述組合物的一種或更多種可擠出特性的量存在，所述一種或更多種改善的可擠出特性選自i.對(duì)給定模頭和擠出速率降低的擠出壓力；ii.對(duì)給定模頭和擠出速率減少的擠出機(jī)壓頭；iii.對(duì)給定模頭和擠出速率減少的擠出扭矩；iv.減少的平衡溫度；和v.減少的熔化扭矩。
9.權(quán)利要求
8的可擠出組合物，其中組分(c)、(d)和(e)一起的所述組合以相對(duì)于相同組合物但缺乏組分(c)、(d)和(e)的所述組合有效改善自所述可擠出組合物制備的擠出物品的一種或更多種外觀特性的量存在，所述一種或更多種改善的特性選自a)減少的水浸漬；b)減少的表面粗糙度；c)增加的表面光澤度；d)改善的尺寸穩(wěn)定性。
10.權(quán)利要求
8的可擠出組合物，其中組分(c)、(d)和(e)的類型和量經(jīng)選擇以在斷裂模量和表觀彈性模量?jī)煞矫嫣峁┰黾印?br>11.權(quán)利要求
8的可擠出組合物，其中所述受影響的可擠出特性中至少一種改善至少約5％。
12.權(quán)利要求
5的組合物，其中所述增強(qiáng)劑以組合物的約30％重量-約60％重量的量存在，余量為包含以下的塑性組合物(a)100重量份PVC樹脂；(b)每百重量份樹脂(PHR)約0.1重量份-約5.0重量份酯蠟；(c)約0.05 PHR-約1.4 PHR氧化聚乙烯；(d)約0.1 PHR-約0.6 PHR硬脂酸鋅。
13.權(quán)利要求
11的組合物，所述組合物另外包含約0.5 PHR-約1.5 PHR的石蠟和約0.3 PHR-約2.0 PHR的硬脂酸鈣。
14.權(quán)利要求
4的組合物，其進(jìn)一步特征在于不包含實(shí)質(zhì)量的酰胺蠟。
15.權(quán)利要求
6的組合物，其中所述組合物為可擠出組合物，其中(c)、(d)和(e)組分的組合以相對(duì)于實(shí)質(zhì)上不含(c)、(d)和(e)組分的所述組合的相同組合物有效減少所述可擠出組合物的表觀粘度的量存在。
16.權(quán)利要求
15的可擠出組合物，所述組合物包含約0.1 PHR-約3.5 PHR酯蠟、約0.05 PHR-約1.4 PHR氧化聚乙烯蠟均聚物和約0.1 PHR-約0.5 PHR硬脂酸鋅。
17.權(quán)利要求
4的組合物，其中所述氧化聚乙烯包含主要比例的具有約7-約20mg KOH/g酸值和150℃下約8500-約85000cP粘度的氧化聚乙烯。
18.權(quán)利要求
4的組合物，其中所述氧化聚乙烯組分具有約10-約20mg KOH/g酸值和140℃下約200cps-約1000cps粘度。
19.權(quán)利要求
4的組合物，其中所述酯蠟具有約10-約14mgKOH/g酸值和240下50cSt粘度。
20.權(quán)利要求
5的組合物，其中組分(c)、(d)和(e)一起的所述組合占約0.25 PHR-約7.0 PHR。
21.一種用于制備擠出物品的方法，所述方法包括提供權(quán)利要求
6的組合物和擠出所述組合物。
22.一種用于制備可成形產(chǎn)物的方法，所述方法包括a.提供可成形組合物，所述可成形組合物包含(a)至少一種樹脂，其特征在于經(jīng)歷塑性流動(dòng)；(b)至少一種增強(qiáng)劑；(c)酯蠟；(d)氧化聚乙烯蠟；(e)硬脂酸鋅；(f)任選石蠟；和(g)任選硬脂酸鈣；和b.使所述可成形組合物成形。
23.權(quán)利要求
22的方法，其中所述可成形組合物進(jìn)一步特征在于不包含實(shí)質(zhì)量的酰胺蠟。
24.權(quán)利要求
22的方法，其中所述增強(qiáng)劑包括纖維素增強(qiáng)劑，所述樹脂包括PVC樹脂。
25.一種自權(quán)利要求
4的組合物制備的產(chǎn)物，其中所述產(chǎn)物相對(duì)于自相同組合物但實(shí)質(zhì)缺乏組分(c)、(d)和(e)中一種或更多種制備的產(chǎn)物具有增加的斷裂模量和/或表觀彈性模量。
26.權(quán)利要求
25的產(chǎn)物，其進(jìn)一步特征在于不包含實(shí)質(zhì)量的酰胺蠟。
27.一種自權(quán)利要求
6的可成形組合物制備的擠出產(chǎn)物。
28.權(quán)利要求
27的擠出產(chǎn)物，其中所述增加的機(jī)械性能為增加至少約10％。
29.一種添加劑潤(rùn)滑劑組合物，所述組合物包含a.約50％重量-約80％重量酯蠟；b.約10％重量-約30％重量氧化聚乙烯蠟；和c.約1％重量-約25％重量硬脂酸鋅。
30.權(quán)利要求
29的潤(rùn)滑劑組合物，其進(jìn)一步特征在于不包含實(shí)質(zhì)量的酰胺蠟和另外包含(i)約1％重量-約10％重量石蠟；和(ii)約5％重量-約25％重量硬脂酸鈣。
31.權(quán)利要求
29的潤(rùn)滑劑組合物，其中所述氧化聚乙烯包含至少主要比例的具有140℃下至少約6000cps的Brookfield粘度的氧化聚乙烯。
32.權(quán)利要求
31的潤(rùn)滑劑組合物，其中所述氧化聚乙烯蠟具有約7mg KOH/g-約20mg KOH/g酸值和150℃下約8500cps-150℃下約85000cps粘度。
33.權(quán)利要求
31的潤(rùn)滑劑組合物，其中所述酯蠟選自雙十八烷基鄰苯二甲酸酯、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-單硬脂酸酯和季戊四醇二硬脂酸酯及其任何兩種或更多種的混合物。
34.一種包含PVC樹脂、增強(qiáng)劑和權(quán)利要求
31的潤(rùn)滑劑組合物的可成形組合物，所述潤(rùn)滑劑組合物以與自實(shí)質(zhì)缺乏一種或更多種所述酯蠟、氧化聚乙烯蠟和硬脂酸鋅組分的可成形組合物制備的成形物品相比較足以在自所述組合物制備的成形物品的選自斷裂模量、表觀彈性模量、拉伸強(qiáng)度和撓曲強(qiáng)度中的按照ASTM D6109-97e1或ASTMD4761-02a測(cè)定的一種或更多種機(jī)械性能提供有利增加的量存在于所述可成形組合物中。
35.權(quán)利要求
34的可成形組合物，其中所述潤(rùn)滑劑組合物以足以促進(jìn)增強(qiáng)劑潤(rùn)濕的量存在，如對(duì)于自所述組合物制備的成形產(chǎn)物光滑外觀所測(cè)量。
36.權(quán)利要求
45的可成形組合物，其中所述組合物為可擠出組合物，其中所述潤(rùn)滑劑組合物以與自實(shí)質(zhì)缺乏一種或更多種所述(c)、(d)和(e)組分的可擠出組合物制備的擠出物品相比較在自所述組合物制備的擠出物品的選自斷裂模量、表觀彈性模量、拉伸強(qiáng)度和撓曲強(qiáng)度中的按照ASTM D6109-97e1或ASTM D4761-02a測(cè)定的一種或更多種機(jī)械性能增加衡量的足以促進(jìn)增強(qiáng)劑潤(rùn)濕的量存在。
37.一種可擠出組合物，所述組合物包含增強(qiáng)劑和塑性組合物的共混物，所述增強(qiáng)劑包括木花，所述塑性組合物包含(a)100重量份PVC樹脂；(b)約1.0 PHR-約5.5 PHR權(quán)利要求
37的潤(rùn)滑劑組合物；(c)約1 PHR-約10 PHR的碳酸鈣；(d)約0.5 PHR-約1.5 PHR的錫穩(wěn)定劑；(e)約0.5 PHR-約5.0 PHR的至少一種加工助劑；和(f)任選高達(dá)約10 PHR的沖擊改性劑，其中所述增強(qiáng)劑以組合物的約20％重量-組合物的約60％重量的水平存在于所述組合物中。
38.一種物品，所述物品包含(a)熱塑性樹脂；(b)增強(qiáng)劑；和(c)酯蠟，其進(jìn)一步特征在于按照ASTM D6109-03測(cè)量的表觀彈性模量為至少約780000psi。
39.權(quán)利要求
38的物品，所述物品通過擠出形成。
40.權(quán)利要求
38的物品，其進(jìn)一步特征在于按照ASTM D6109-03測(cè)量的斷裂模量為至少約7000psi。
41.權(quán)利要求
40的物品，所述物品另外包含氧化聚乙烯蠟和硬脂酸鋅。
42.權(quán)利要求
41的物品，其進(jìn)一步特征在于按照ASTM D570-98測(cè)量的對(duì)水浸漬的低潛力。
專利摘要
本發(fā)明提供可成形含增強(qiáng)樹脂組合物，所述組合物包含能夠塑性流動(dòng)的樹脂、增強(qiáng)材料和包含氧化聚乙烯蠟、酯蠟和硬脂酸鋅的潤(rùn)滑劑組合物。本發(fā)明也提供潤(rùn)滑劑組合物和基于本發(fā)明組合物的成形方法和成形產(chǎn)物。
文檔編號(hào)C08L1/02GK1997706SQ20058001527
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2005年3月15日
發(fā)明者J·E·加特, B·L·吉布森, F·西姆 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan