[发明专利]稳定聚合物组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及用于聚合物如聚烯烃聚合物的稳定剂组合物，其降低了稳定聚合物所必需的磷类稳定剂含量。预混的稳定剂组合物包含抗酸剂，有机酸金属盐和主抗氧化剂如空间位阻酚化合物、受阻胺化合物、羟胺化合物及其组合。预混的稳定剂可以进一步包含一部分稳定聚合物所必需的磷类稳定剂含量。本发明还涉及用于制备通过其用途提供的稳定的聚合物组合物的方法。

相关申请的引用

依据37C.F.R.§1.78(a)(4)，本申请要求于2013年3月15日提交的先前提交的共同待决的临时申请号61/789,731的权益和优先权，通过引用将其全部内容清楚地结合于本文中。

技术领域

本发明总体涉及稳定聚合物组合物及其制备方法，并且更具体地涉及降低或消除使用磷类稳定剂的需要的稳定剂组合物。

背景技术

与加工和存储的大多数聚合物，尤其是聚烯烃聚合物、苯乙烯类聚合物和聚(甲基)丙烯酸酯聚合物的主要挑战，是聚合物进行氧化降解的敏感性。聚合物化合物，例如，像聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃，尤其在升高温度的可能包括模制、挤出等的加工步骤期间，会发生自由基驱使的降解过程。例如，在熔体挤出期间，随着聚合物物料加热至其熔化温度，熔化的聚合物物料的氧化速率逐渐增加。聚合物物料在环境氧存在下降解成低分子量凝胶、变色的缩合物等。降解过程的引发自由基物种之源尚未完全清楚，但在热加工下，过氧自由基会通过与分子氧的反应而形成。过氧自由基进而通过从聚合物骨架提取氢自由基而产生烷基自由基，这会导致交联和断链。然而，在最终使用期间甚至会通过光、热等影响下的自由基机理进行降解，并且最终将摧毁聚合物的性质。

在现有技术中描述了许多解决加工期间缓解热、剪切和聚合物结构退化的效应的聚合物稳定方法。各种各样的化学添加剂的权利要求已经作出，这通常声称包括至少一种酚类抗氧化剂、磷类稳定剂和抗酸剂的通式。此外，现有技术还教导压实和挤出技术以将这些通式的粉末物料转化成无尘物理形式以能够改进处理物料的化学卫生。例如，EP0565184描述了从两种或更多种有机聚合物的添加剂的粉末混合物通过在具有最低熔点的组分的熔点和140℃之间的温度下挤出混合物来获得颗粒形式的方法。此外，美国专利号6,143,814描述了通过至少一种金属羧酸盐由对应羧酸熔体和至多化学计量量的金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐和/或碱性金属碳酸盐原位生成金属羧酸盐的方法生成的易熔性稳定剂组合物，其中羧酸保持于熔体中，直到其他易熔或可软化的组分随后在搅拌之下加入，并随后加入所有非易熔组分。然而，这些文献都公开了磷类稳定剂的使用并未言及关于最小化其的存在。

然而，有许多不足都是由磷类稳定剂(例如，亚磷酸酯(盐)和亚膦酸酯(盐)化合物)的使用造成的。例如，亚磷酸酯已知会发生水解，在聚合物中会留下黑色物种而促使发生变色。

此外，许多研究已经对磷类稳定剂的物理参数展开，这些参数包括在聚合物中的扩散系数和平衡溶解度。最常见的商业亚磷酸酯[三(2,4-二叔丁基苯基)-亚磷酸酯](CAS#31570-04-4)，在聚烯烃中具有极低的溶解度而导致称为起霜的现象。亚磷酸酯类稳定剂的起霜会导致材料在设备镀出而在加工处理之后留在聚合物表面上，因此需要进行处理。