[发明专利]将添加剂混入到聚合物组合物中的方法以及用于其中的分散体

说明书

背景技术

很多塑料以共混物形式提供，该共混物不仅包括塑料树脂，而且包括改善塑料外观和/或性质的一种或多种添加剂。例如，聚酰胺和聚(亚芳基醚)树脂的某些导电共混物用于制造静电镀敷的汽车部件。这些共混物的电导率由在共混物中作为添加剂存在的少量碳纳米管提供。为改善添加剂在塑料中分布的均匀性以及在一些情况下为避免在最终混配步骤中直接处理添加剂，通常将添加剂混入到中间的塑料组合物(称为母料)中，然后将母料与其它组分合并以形成最终的塑料组合物。

母料的形成需要非常耗能的单独的熔融共混步骤。因此需要将添加剂混入到塑料中的耗能小的方法，同时该方法仍保留母料的优点，该优点是提供添加剂在塑料中的较均匀分布并且避免在最终步骤过程中直接处理添加剂。

发明内容

一种实施方式是将添加剂混入到聚合物组合物中的方法，包括：将聚合物与包含液体载体、未改性粘土、和添加剂的分散体熔融共混。

另一种实施方式是分散体，包含：约83至约98wt%的水；约1至约10wt%的未改性粘土；和约1至约7wt%的碳纳米管；其中水、所述未改性粘土、和碳纳米管的重量百分比基于所述分散体的重量。

其它实施方式在以下详细描述，包括通过该方法制备的聚合物组合物、以及包含该聚合物组合物的制品。

具体实施方式

本发明人已经发现，通过以下步骤可有效将添加剂混入到塑料组合物中：首先形成添加剂的特定分散体，然后将该分散体与塑料树脂(聚合物)、和任何其它任选的组分熔融共混。因此，一种实施方式是将添加剂混入到聚合物组合物中的方法，包括：将聚合物与包含液体载体、未改性粘土、和添加剂的分散体熔融共混。与形成相应的添加剂母料相比，形成分散体的能耗明显较小，其中能量节约同时源于较低的制备温度和源于混合所需的机械能的减少。类似于母料，分散体提供稀释形式的添加剂，并因此保持母料的优点，即提供添加剂在塑料中较均匀的分布并且避免在最终混配步骤中直接处理添加剂。

聚合物和分散体的熔融共混通常在高于使用的聚合物的玻璃化转变温度和/或熔融温度的温度进行，条件是该温度不能高到足以引起聚合物和/或添加剂的不期望分解。例如，对于聚(亚芳基醚)和聚酰胺的共混物，熔融共混通常在约270至约320°C、特别为约280至约310°C、更特别为约290至约300°C的温度进行。术语“不期望分解”不包括各组分之间的所需反应，例如聚(亚芳基醚)、聚酰胺、和任选的增容剂例如柠檬酸之间的所需增容反应。熔融共混的设备是本领域已知的并且包括例如Brabender混合机和挤出机，包括单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。

在一些实施方式中，熔融共混在有效使得液体载体蒸发的条件下进行。例如，当液体载体是水并且熔融共混在挤出机中进行时，由分散体提供的一些或基本上全部的游离(未结合)水可以经挤出机的排放从熔融共混的组合物中移除。在一些实施方式中，挤出机装备有一个或多个所谓的真空排放口，该真空排放口保持在低于大气压以促进从混配的组合物中移除液体载体。因此，在一些实施方式中，可以从组合物中蒸发(移除)至少90wt%、或至少95wt%、或至少98wt%的游离的液体载体。在本文中，应理解，“游离的液体载体”不包括结合于组合物的另一种组分的任何液体载体，例如结合于未改性粘土的水。

可替换地，在一些实施方式中，熔融共混在使得基本上全部的液体载体都保持在混配的组合物中的条件下进行。例如，当液体载体是矿物油时，其通常保持在混配的组合物中。