[发明专利]聚(氧化烯)聚合物加工添加剂、组合物和方法

说明书

本发明公开了重均分子量为至少50,000克/摩尔的聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸酯的金属盐可组合用作聚合物加工添加剂。在一些实施方案中，所述聚合物加工添加剂还包含重均分子量为至多20,000克/摩尔的聚(氧化烯)聚合物。公开了聚合物加工添加剂组合物和热塑性组合物例如聚烯烃组合物，其包含聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸酯的金属盐。本发明还公开了在挤出热塑性聚合物的过程中减少熔体缺陷的方法，该热塑性聚合物可以是均相催化的聚烯烃。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年12月19日提交的美国临时申请62/094,633的优先权，其公开内容以引用方式全文并入本文中。

背景技术

制品形成和成型中聚合物材料的挤出是塑性制品或聚合物制品工业中的主要部分。挤出制品的质量以及挤出方法的总体成功通常受流体材料与挤出模头的交互作用影响。对于任何可熔融加工的热塑性聚合物组合物而言，都存在临界剪切速率，高于该临界剪切速率的挤出物的表面变得粗糙或变形，而低于该临界剪切速率的挤出物将是平滑的。参见，例如R.F.Westover的“熔体挤出”《聚合物科学与工艺大全》(Melt Extrusion,Encyclopedia of Polymer Science and Technology)，第8卷，第573-581页(John WileySons 1968)。相对于以尽可能最快的速度(例如最高剪切速率)挤出聚合物组合物的经济学优势，使挤出物表面平滑这一要求具有竞争性并且必须进行优化。

处于低的剪切速率下，挤出热塑性塑料中的缺陷可为“鲨鱼皮”的形式，这是一种表面光泽损失，更严重的表现看起来是有点横向于挤出方向延伸的脊。处于较高速率下，挤出物可能发生“连续熔体破裂”，变得严重变形。在低于刚刚观察到连续熔体破裂的速率下，某些热塑性材料还可经历“环形熔体破裂”，在这过程中挤出物表面由光滑变至粗糙。

在挤出热塑性聚合物的过程中常常遇到其它问题。这些问题包括：聚合物积聚在模头的孔口处(称为模头积料或模头流涎)、在进行挤出过程中高的背压，以及由于高挤出温度导致的聚合物的过度降解或低的熔体强度。这些问题使挤出工艺减慢，这或者是因为必须停止工艺来清洁设备或者是因为该工艺必须在较低的速度下进行。

已描述了聚乙二醇在热塑性塑料的挤出加工中的用途。参见例如，美国专利4,540,538(Corwin等人)和美国专利公布2005/0070644(Tikuisis等人)。美国专利5,015,693(Duchesne等人)公开了含氟聚合物和聚(氧化烯)聚合物的组合在某些条件下比单独的含氟聚合物更有效地减少熔体缺陷。然而，在不存在含氟聚合物的情况下使用的分子量为400Da和3350Da的聚乙二醇在相同条件下是无效的。美国专利6,294,604(Focquet等人)描述了作为挤出添加剂的含氟聚合物、聚(氧化烯)聚合物和氧化镁的组合。

发明内容

具有相对高分子量的聚(氧化烯)聚合物由于其缺乏例如热稳定性而不被普遍用作聚合物加工添加剂。发现聚(氧化烯)聚合物(例如聚乙二醇)以及羧酸、磺酸或烷基硫酸酯的金属盐的组合通常具有比单独的聚(氧化烯)聚合物显著更高的热稳定性。本公开描述了相对高分子量聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸酯的金属盐的组合可提供例如有效的聚合物加工添加剂。另外，本公开描述了具有不同分子量的第一聚(氧化烯)聚合物和第二聚(氧化烯)聚合物以及羧酸、磺酸或烷基硫酸酯的金属盐的组合可提供例如有效的聚合物加工添加剂。

因此，在一个方面，本公开提供了包含聚烯烃的热塑性组合物以及包含第一聚(氧化烯)聚合物和羧酸、磺酸或烷基硫酸酯的金属盐的聚合物加工添加剂组合物。第一聚(氧化烯)聚合物具有至少约50,000克/摩尔的重均分子量。在一些实施方案中，聚合物加工添加剂组合物还包含重均分子量为至多约20,000克/摩尔的第二聚(氧化烯)聚合物。