用于清洗聚合物的活性清洗化合物.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201080030847.4

申请日:

2010.06.30

公开号:

CN102712124A

公开日:

2012.10.03

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B29C 47/08申请公布日:20121003|||实质审查的生效IPC(主分类):B29C 47/08申请日:20100630|||公开

IPC分类号:

B29C47/08

主分类号:

B29C47/08

申请人:

MSI科技有限责任公司

发明人:

志田光三; W-L·A·陈

地址:

美国伊利诺伊州

优先权:

2009.07.14 US 12/502,556

专利代理机构:

广州嘉权专利商标事务所有限公司 44205

代理人:

张海文

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内容摘要

本发明涉及用于清洁聚合物加工设备的活性清洗化合物,其中活性清洗化合物包括基于活性清洗化合物总重量的至少约50wt.%的聚合物载体组分,其中聚合物载体组分包括一种或多种聚合物;分散于聚合物载体组分中的断链催化剂组分;以及iii)成水组分;其中活性清洗化合物是形式为多个微丸、微粒、棒、粉末或其它颗粒的原料物质。

权利要求书

权利要求书
1.   一种用于清洁聚合物加工设备的活性清洗化合物,其中所述活性清洗化合物包含:
i)基于所述活性清洗化合物总重量的至少约50wt.%的聚合物载体组分;其中所述聚合物载体组分包括一种或多种聚合物;
ii)分散于所述聚合物载体组分中的断链催化剂组分;和
iii)成水组分;
其中所述活性清洗化合物是形式为多个微丸、微粒、棒、粉末或其它颗粒的原料物质。

2.   根据权利要求1所述的活性清洗化合物,其中所述聚合物载体组分基本上不与所述断链催化剂起化学反应,这样,当将所述活性清洗化合物加热至高于第一聚合物组分的熔融峰温度约25℃度的温度,加热约30分钟的时间时,所述聚合物载体组分的重量平均分子量(按照ASTM D5296‑05测定)变化小于约20%。

3.   根据权利要求1或2所述的活性清洗化合物,其中所述断链催化剂组分包括断链催化剂,所述断链催化剂选自:至少一种碱金属氢氧化物、至少一种碱土金属氢氧化物,及其任意组合。

4.   根据权利要求1至3任一项所述的活性清洗化合物,其中所述聚合物载体组分包括聚烯烃聚合物,所述聚烯烃聚合物含有基于所述聚烯烃聚合物总重量至少约50wt%的第一α‑烯烃。

5.   根据权利要求1至4任一项所述的活性清洗化合物,其中所述聚合物载体组分包括聚合物,所述聚合物具有按照ASTM D1238‑04测定的约0.1g/10min至约80g/10min的熔体流动速率。

6.   根据权利要求1至5任一项所述的活性清洗化合物,其中所述成水组分包括含有一个、两个、三个、四个或更多个水合水的成水化合物。

7.   根据权利要求1至6任一项所述的活性清洗化合物,其中所述成水组分选自:氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸氢钠、碳酸氢钾、水合金属氯化物、水合金属硫酸盐、水合金属硝酸盐、水合金属硅酸盐、水合金属碳酸盐,或其任意组合。

8.   根据权利要求1至7任一项所述的活性清洗化合物,其中所述断链催化剂组分包括断链催化剂,所述断链催化剂选自:碱土金属氢氧化物、碱金属氢氧化物、碱土金属碳酸盐、碱金属碳酸盐、碱土金属氧化物、碱金属氧化物、碱金属醋酸盐、碱土金属醋酸盐、碱土金属氨基己酸盐、碱金属氨基己酸盐、线性二聚氨基己酸的金属盐、线性三聚己酸的金属盐,及其任意组合。

9.   根据权利要求1至8任一项所述的活性清洗化合物,其中所述断链催化剂组分包括断链催化剂,所述断链催化剂选自:氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁、醋酸钠、醋酸钾、醋酸镁、醋酸钙、氨基己酸钠、氨基己酸钾、氨基己酸二聚物的钠盐、氨基己酸三聚物的钠盐、氨基己酸二聚物的钾盐、氨基己酸三聚物的钾盐,及其任意组合。

10.   根据权利要求1至9任一项所述的活性清洗化合物,其中所述断链催化剂组分包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾,或其任意组合。

11.   根据权利要求1至10任一项所述的活性清洗化合物,其中所述断链催化剂组分以基于所述清洗化合物总重量的约0.1wt.%至约20wt.%的浓度存在。

12.   根据权利要求1至11任一项所述的活性清洗化合物,其中所述成水组分以基于所述活性清洗化合物总重量的约0.1wt.%至约40wt.%存在。

13.   根据权利要求1至12任一项所述的活性清洗化合物,其中所述成水组分分散在整个所述聚合物载体组分中。

14.   根据权利要求1至13任一项所述的活性清洗化合物,其中所述活性清洗化合物包括多个含所述聚合物载体组分第一部分的第一颗粒和多个含所述聚合物载体组分第二部分和至少部分所述成水组分的第二颗粒,其中所述第一颗粒与所述第二颗粒不同。

15.   一种用于制备权利要求1至14任一项的活性清洗化合物的方法,包括步骤:在低于预定最大混合温度的混合温度下将所述成水组分与所述聚合物载体组分混合,其中所述成水化合物在所述最大混合温度下通常是稳定的。

16.   根据权利要求15所述的方法,其中所述方法包括步骤:在低于所述聚合物载体组分起始熔融温度的温度下,干混多个含所述聚合物载体组分的第一部分和所述断链催化剂组分的第一颗粒以及多个含所述聚合物载体组分第二部分的颗粒。

17.   一种用于清洗聚合物挤出机的方法,该方法包括步骤:
i)在第一预定加工温度下挤压第一加工树脂,其中所述第一预定加工温度大于约200℃;以及
ii)在第二预定加工温度下挤压权利要求1至16中任一项所述的活性清洗化合物,其中所述第二预定加工温度大于约200℃;
其中所述第二预定加工温度与所述第一预定加工温度相同或不同。

18.   根据权利要求17所述的方法,其中所述第一加工树脂包括聚酰胺、聚酯、EVOH,或其任意组合。

19.   根据权利要求17或18所述的方法,其中所述第一加工树脂包括聚酰胺。

20.   根据权利要求17至19任一项所述的方法,其中所述第一加工树脂的重量平均分子量减少20‑95%。

21.   根据权利要求17至20任一项所述的方法,其中所述第二预定加工温度小于约290℃。

22.   根据权利要求17至21任一项所述的方法,该方法还包括挤压聚烯烃均聚物或聚烯烃共聚物的步骤,以便从所述聚合物加工设备上清除至少一些所述活性清洗化合物。

23.   根据权利要求17至22中任一项所述的方法,其中所述第一加工树脂的熔体流动速率对所述活性清洗化合物的熔体流动速率的比率,按照ASTM D1239‑04在235℃/1.00kg下测定,为约20:1至约1:20。

24.   根据权利要求17至23中任一项所述的方法,其中所述成水组分产生基于所述活性清洗化合物总重量的至少约0.1wt.%的水。

说明书

说明书用于清洗聚合物的活性清洗化合物
优先权要求
本申请要求美国专利申请第12/502,556号(于2009年7月14日提交)的权益,该申请由此通过引用方式整体并入本文中。
技术领域
本发明通常涉及用于清洁聚合物加工设备的清洗化合物,以及清洗聚合物加工设备的方法,所述清洗化合物包括聚合物载体组分(polymeric carrier component)、断链催化剂组分和任选的成水组分(water generating component)。
背景技术
加工聚合物,特别是极性和/或在熔融时对金属表面具有亲和力的聚合物,可引起该聚合物在聚合物加工设备(例如,在诸如挤出机的螺杆(screw)或机筒上,或在加工设备的模具、转接器,或其它部件内)内的积聚。一段时间后,聚合物的积聚可引起聚合物受热时期的延长(例如,大于聚合物在加工设备内的平均停留时间的5倍,或甚至500倍),使得一些聚合物的颜色或流动特性改变。结果,使用包括通过加工设备加工聚合物的步骤的方法生产的部分聚合物可能脱色、具有非均匀色(例如,黑斑),或具有因流动特性改变而引起的缺点。例如,已受热延时的聚合物可例如通过模具产生阻碍材料流动的颗粒。
在本领域中已经知道各种在处理加工树脂(即,包含一种或多种聚合物的聚合材料)后清洗聚合物加工设备的方法,使得设备无需拆卸和用手工清洁。可使用纯树脂或其它待加工为其组成部分的加工树脂完成清洗。清洗化合物可从市面上获得,并定期使用以清除某些加工树脂。还可在第一加工树脂向第二加工树脂加工步骤过渡时使用清洗化合物。
文献中公开的清洗化合物包括采用有助于清洁某些加工树脂的聚合物加工设备的研磨剂、起泡剂、表面活性剂、增塑剂和例如极性聚合物的胶粘组分的清洗化合物。这样的清洗化合物在美国专利第 4,731,126号(Dixit等,于1988年3月15日发行)、第4,838,945号(Fujii等,于1989年6月13日发行)、第5,236,514号(Leung等,于1993年8月17日发行)、第5,424,012号(Ertle 等,于1995年6月13日发行)、第5,443,768号 (Scheibelhoffer等,于1995年8月22日发行)、第5,958,313号(Yamamoto等,于1999年9月28日发行)、第6,060,445号 (Chandraker等,于2000年5月9日发行)、第6,294,120号(Negi等,于2001年9月25日发行)以及第6,384,002号(Nitzsche,于2002年5月7日发行)中有描述,所有这些专利全文明确地并入本文中。
用于清洗极性聚合物例如乙烯‑乙烯醇共聚物(EVOH)的已知清洗化合物实施例,包括含有通常是昂贵的和/或需要额外加工步骤制备的聚合物的清洗化合物。例如,美国专利第5,695,624号(Armstrong等.于1999年10月12日发行并明确地通过引用方式并入本文中)和美国专利第6,294,120号公开了聚合物主体部分是EVOH的清洗化合物,以及美国专利第6,060,445号教导了包含能与EVOH反应的顺丁烯二酸酐官能化聚烯烃的清洗化合物。
尽管清洗化合物不断发展,但仍不断需要新的可清洗范围较广的聚合物的清洗化合物,从而减少聚合物处理器所需要的不同清洗化合物的数目。
还不断需要能够更有效地清洗的清洗化合物,以便减少花在加工设备上的非生产时间的量、最小化清洗过程中产生的废物量,或以便同时实现这两个目的。具体地,仍不断需要更有效地清洗极性加工树脂例如EVOH和聚酰胺的清洗化合物。
因此,需要新的清洗加工设备的机理,该机理可单独使用,或与之前描述的一种或多种机理(例如研磨、粘合、发泡等)结合使用。
发明内容
上述的一种或多种需要可通过用于清洁聚合物加工设备的活性清洗化合物来满足,其中活性清洗化合物包含:i)基于活性清洗化合物总重量的至少约50wt.%的聚合物载体组分,其中该聚合物载体组分包括一种或多种聚合物;和ii)分散于聚合物载体组分中的断链催化剂组分;其中a)断链催化剂组分包括断链催化剂,所述断链催化剂选自至少一种碱金属氧氢化物、至少一种碱土金属氢氧化物,及其任意组合;b)活性清洗化合物还包括成水组分;或c) (a)和(b);其中活性清洗化合物是形式为多个微丸(pellet)、微粒、棒、粉末或其它颗粒的原料物质。
本发明的此方面可由以下一种(特征)或任意(特征)组合进一步表征:聚合物载体组分基本上不与断链催化剂起反应,这样,当将活性清洗化合物加热至高于聚合物组分熔融峰温度约25℃,加热约30分钟的时间时,按照ASTM D5296‑05测定,聚合物载体组分的重量平均分子量变化小于20%;活性清洗化合物包含成水组分;聚合物载体组分包括含有基于聚烯烃聚合物总重量的至少约50wt%的第一α烯烃的聚烯烃聚合物;聚合物载体组分包括一个或多个具有按照ASTM D1238‑04测定的熔体流动速率为约0.1g/10min至约80g/10min的聚合物(例如,基于聚合物载体组分总重量,浓度大于约50wt.%,更优选地大于约80wt.%);成水组分包括含有一个、两个、三个,四个或更多个水合水的成水化合物;成水组分选自:氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸氢钠、碳酸氢钾、水合金属氯化物、水合金属硫酸盐、水合金属硝酸盐、水合金属硅酸盐、水合金属碳酸盐、或其任意组合;断链催化剂组分包括断链催化剂,所述断链催化剂选自:碱土金属氢氧化物、碱金属氢氧化物、碱土金属碳酸盐、碱金属碳酸盐、碱土金属氧化物、碱金属氧化物、碱金属醋酸盐、碱土金属醋酸盐、碱土金属氨基己酸盐、碱金属氨基己酸盐、线性二聚氨基己酸的金属盐,线性三聚己酸的金属盐及其任意组合;断链催化剂组分包括断链催化剂,所述断链催化剂选自:氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁、醋酸钠、醋酸钾、醋酸镁、醋酸钙、氨基己酸钠、氨基己酸钾、氨基己酸二聚物的钠盐、氨基己酸三聚物的钠盐、氨基己酸二聚物的钾盐、氨基己酸三聚物的钾盐,或其任意组合;断链催化剂组分包括磷酸、硼酸、磷酸盐、硼酸盐、或其任意组合;断链催化剂组分包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾,或其任意组合;断链催化剂组分以基于活性清洗化合物总重量的约0.1wt.%至约20wt.%的浓度存在;成水组分(如果采用)以基于活性清洗化合物总重量的约0.1wt.% 至约40wt.%的浓度存在;成水化合物分散在整个聚合物载体组分中;或活性清洗化合物包括多个含聚合物载体组分第一部分的第一颗粒,和多个含聚合物载体组分第二部分和至少一部分成水组分的第二颗粒,其中第一颗粒与第二颗粒不同。
本发明的另一方面涉及制备活性清洗化合物(例如本文所描述的活性清洗化合物)的方法,包括步骤:在低于预定最大混合温度的混合温度下将成水组分与聚合物载体组分混合,其中成水组分在最大混合温度下通常是稳定的。
用于制备活性清洗化合物(例如本文所描述的活性清洗化合物)的另一方法包括步骤:在低于聚合物载体组分起始熔融温度的温度下,干混多个含聚合物载体组分第一部分和断链催化剂组分的第一颗粒和多个含聚合物载体组分第二部分的颗粒。
本发明的又一个方面涉及使用活性清洗化合物(例如本文所公开的一种)清洁或清洗例如挤出机或铸模机的聚合物加工设备(或其任意部件,例如螺杆、机筒,或模具)的方法,该方法包括以下步骤:a)在第一预定加工温度下挤压第一加工树脂,其中第一预定加工温度大于约200℃;和b)在第二预定加工温度下挤压活性清洗化合物,其中第二预定加工温度大于约200℃;其中第二预定加工温度与第一预定加工温度相同或不同。
本发明的此方面可由以下一种(特征)或任意(特征)组合进一步表征:第一加工树脂包括聚酰胺、聚酯、EVOH或其任意组合;第一加工树脂包括聚酰胺;第一加工树脂的重量平均分子量减少20%‑95%;第二预定加工温度小于约290℃;该方法还包括加工(例如,挤压)聚烯烃均聚物或聚烯烃共聚物的步骤,以便从聚合物加工设备上清除至少一些活性清洗化合物;如按照ASTM D1238‑04在235℃/1.00kg下测定,第一加工树脂的熔体流动速率对活性清洗化合物的熔体流动速率的比率为约20:1至约1:20;或成水组分产生基于活性清洗化合物总重量至少约0.1wt.%的水。
具体实施方式
本发明在其各方面利用了材料的独特组合来获得具有吸引力的清洗化合物,更具体地,获得包含聚合物载体组分、断链催化剂组分以及任选的成水组分的活性清洗化合物。这些活性清洗化合物能够比其它不含断链催化剂组分的相同化合物更快和/或更有效地清洗聚合物加工设备。因此,可使用活性清洗化合物来清洗聚合物加工设备,有利地导致较短的清洗时间(例如,由第一加工树脂向第二加工树脂的过渡),较短的清除时间(clean‑out time)、较高的质量部分、聚合物加工设备减少的停机时间、减少的废料重量,或其任意组合。
在不受理论束缚的情况下,相信本文所述的活性清洗化合物至少部分通过在聚合物加工设备内与加工树脂发生催化反应来起作用,使加工树脂的粘度降低,以便有效地将加工树脂从加工设备上清除下来。
断链催化剂组分
活性清洗化合物的一种组分是断链催化剂组分。断链催化剂组分包括断链催化剂、基本上由断链催化剂组成或全部由断链催化剂组成,所述断链催化剂增加了加工树脂的粘度降低速率(例如,起始速率,诸如:断链催化剂接触加工树脂后的第一个30秒内的平均速率)、降低了加工树脂粘度降低的温度,或两者皆具。断链催化剂可以是例如促进加工树脂分子量减少(例如,链长度或旋转(gyration)半径的减少)的催化剂。
合适的断链催化剂包括无机化合物和有机金属化合物。断链催化剂可包括或基本上由以下化合物的一种或任意组合组成:碱土金属氢氧化物、碱金属氢氧化物、碱土金属碳酸盐、碱金属碳酸盐、碱土金属氧化物、碱金属氧化物、碱金属醋酸盐、碱土金属醋酸盐、碱土金属氨基己酸盐、碱金属氨基己酸盐、线性二聚氨基己酸的金属盐以及线性三聚氨基己酸的金属盐。其它可采用的断链催化剂包括酸,例如磷酸、硼酸、磷酸盐、硼酸盐或其任意组合。
在不受限制的情况下,可用于活性清洗化合物的示范性断链催化剂包括氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁、醋酸钠、醋酸钾、醋酸镁、醋酸钙、氨基己酸钠、氨基己酸钾、氨基己酸二聚物的钠盐、氨基己酸三聚物的钠盐、氨基己酸二聚物的钾盐、氨基己酸三聚物的钾盐,或其任意组合;特别优选的断链催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾,或其任意组合。
令人惊讶地,本发明教导的某些断链催化剂不需要成水化合物来降低加工树脂的粘度。因此,某些断链催化剂可用在或者还包含成水化合物或者不包含成水化合物(例如除断链催化剂之外不含成水化合物)的活性清洗化合物中。在不受限制的情况下,与或不与成水组分一起使用的示范性断链催化剂包括碱金属氢氧化物(例如,氢氧化钠和氢氧化钾)以及碱土金属氢氧化物(例如,氢氧化钙和氢氧化镁)。
断链催化剂可以是干的(例如,基本上不含水或完全不含水)或可以含水。例如,至少一些断链催化剂可包括具有一个、两个、三个或更多个水合水的化合物。优选地,断链催化剂为固体。
断链催化剂组分以足以催化加工树脂粘度降低的浓度存在。例如,存在于活性清洗化合物中的断链催化剂组分的浓度,基于活性清洗化合物的总重量,可为大于约0.1wt.%,优选大于约0.2wt.%,更优选大于约0.4wt.%,最优选浓度大于约0.8wt.%。基于活性清洗化合物的总重量,断链催化剂组分存在的浓度可小于20wt.%,优选小于约15wt.%,更优选小于约10wt.%,以及最优选小于约5wt.%(例如,甚至小于约2wt.%。)。例如,基于活性清洗化合物的总重量,断链催化剂存在的浓度可为约0.4wt.% 至约5wt.%。
聚合物载体组分
聚合物载体组分提供聚合物基质,活性清洗化合物的一种或多种,甚至全部的其它组分分散于其中。例如,活性清洗化合物可包括颗粒(例如,微丸、微粒、棒、粉末或其它颗粒),每一个颗粒都含有聚合物载体组分、断链催化剂组分以及成水组分(如果采用)的混合物。
在本发明的一个更具体的方面,活性清洗化合物可包括两种、三种或更多种具有不同组成的颗粒(例如,微丸、微粒、棒、粉末或其它颗粒)的共混物(例如,干共混物)。例如,活性清洗化合物可包括多个第一颗粒,以及包括多个第二颗粒,第一颗粒中的每一个都包含聚合物载体组分的第一部分并包含至少一部分断链催化剂组分、至少一部分成水组分,或两者,第二颗粒包含聚合物载体组分的第二部分,该第二部分包含不同于第一颗粒的成分(例如,不同部分的成水组分、不存在于第一颗粒中的断链催化剂组分等等)。根据本发明的教导,聚合物载体组分包括聚合物载体组分的第一部分、聚合物载体组分的第二部分以及任何可存在的聚合物载体组分的其它部分(例如,第三或第四部分)。在本发明的此方面中,聚合物组分的第一和第二部分可以是相同的聚合物(这样,第一颗粒与第二颗粒的区别在于除聚合物以外的成分),或者聚合物载体组分的第一和第二部分可采用不同的聚合物(例如,具有不同熔融温度、不同熔体流动速率,或两者皆不同的聚合物)。
聚合物载体组分可包括一种或多种聚合物、基本由一种或多种聚合物组成或完全由一种或多种聚合物组成。优选地,聚合物载体组分包括一种或多种热塑性塑料,例如熔融峰温度(peak melting temperature)或玻璃化转变温度高于约50℃,优选高于约80℃,以及更优选高于约100℃(例如,按照ASTM D3418‑97测定)的热塑性塑料。聚合物的玻璃化转变温度、熔融峰温度,或两者可低于约260℃,优选低于约200℃,以及更优选低于约180℃。
聚合物载体组分的一种或多种聚合物优选在断链催化剂存在、在通常的加工温度(例如,在约250℃的温度下)下,不与水显著地反应,使得聚合物载体组分的粘度在清洗过程中的改变小于约20%(优选小于约10%)。聚合物载体组分优选包括一种或多种通常无极性的聚合物。在不受限制的情况下,用于聚合物组分的合适的聚合物包括含有烯烃的聚合物和含有苯乙烯的聚合物。例如,聚合物载体组分(例如,第一聚合物载体组分)可包括、基本由其组成或完全由其组成的一种或多种聚烯烃聚合物如一种或多种聚烯烃均聚物(例如,聚乙烯均聚物、聚丙烯均聚物,或两者)、一种或多种包括基于聚烯烃聚合物总重量的至少50wt.%(优选至少60wt.%)的第一α‑烯烃的共聚物,或其任意组合。
在不受限制的情况下,可用于聚合物载体组分的示范性含苯乙烯聚合物和含α‑烯烃聚合物包括聚乙烯例如聚乙烯均聚物;聚乙烯共聚物,其包括至少一种其它的α‑烯烃如丙烯、1‑丁烯、1‑己烯、1‑辛烯、1‑癸烯或其任意组合(例如,高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、极低密度聚乙烯以及超低密度聚乙烯);聚丙烯均聚物;包括至少一种其它单体的聚丙烯共聚物(例如:等规聚丙烯、间规聚丙烯、冲击聚丙烯(impact polypropylene)以及无规聚丙烯),该单体选自:乙烯、1‑丁烯、1‑己烯、1‑辛烯、1‑癸烯、4‑甲基‑1‑戊烯,及其任意组合;聚1‑丁烯;聚4‑甲基‑1‑戊烯;含苯乙烯的聚合物,包括聚苯乙烯均聚物、冲击改性聚苯乙烯、聚苯乙烯无规共聚物、聚苯乙烯嵌段共聚物(例如:苯乙烯‑丁二烯共聚物、丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯‑异戊二烯‑苯乙烯嵌段共聚物,以及任意上述共聚物的部分或全部加氢类似物);或其任意组合。聚合物载体组分优选包括、基本上由其组成或甚至完全由其组成的高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、等规聚丙烯、无规聚丙烯共聚物(例如,包括乙烯)和冲击聚丙烯,或其任意组合,以及更优选地包括、基本由其组成或甚至完全由其组成的低密度聚乙烯。
聚合物载体组分(例如,聚合物载体组分的第一部分)、活性清洗化合物,或两者的熔体流动速率(按照ASTM D1238‑04在190℃/2.16kg下测定)可大于约0.1g/10min,优选大于约0.5g/10min,更优选大于约1g/10min,以及最优选大于约3g/10min。熔体流动速率较低的材料可能难以从聚合物加工设备上清除和/或难以处理。聚合物载体组分(例如,聚合物载体组分的第一部分)、活性清洗化合物,或两者的熔体流动速率(按照ASTM D1238‑04在190℃/2.16kg下测定)优选小于约80g/10min,更优选小于约60g/10min,以及最优选小于约50g/10min。熔体流动速率较高的材料在将加工树脂从聚合物加工设备上清除下来方面可能效率低下。
聚合物载体组分、活性清洗化合物,或两者中的一种或多种热塑性塑料的总浓度(例如,聚烯烃、聚乙烯或低密度聚乙烯的总浓度)优选大于约20wt.%,更优选大于约40wt.%,以及最优选大于约60wt.%(例如,大于约90wt.%,或甚至约100wt.%)。
基于活性清洗化合物的总重量,活性清洗化合物中的聚合物载体组分的总浓度可大于约20wt.%,优选大于约40wt.%,更优选大于约50wt.%,以及最优选大于约60wt.%(例如,大于约80wt.%,或甚至大于约90wt.%)。
在本发明的一个方面,聚合物载体组分可包括用于携带成水化合物第一部分的聚合物组分的第一部分,和用于携带成水组分第二部分的聚合物组分的第二部分,这样,成水组分的第一和第二部分在活性清洗化合物中不接触。一旦引入聚合物加工设备(例如,正在清洗的设备)中,设备的热和/或剪切力可使成水组分的两部分相互接触并生成水。在本发明的此方面,聚合物组分的第一和第二部分可具有相同的熔融峰温度,或者它们可具有不同的熔融峰温度。
优选的清洗化合物基本上不含有EVOH。更优选的清洗化合物完全不含有EVOH。优选的清洗化合物基本上没有聚酰胺、含聚酰胺的共聚物,或两者。更优选的清洗化合物完全没有聚酰胺、含聚酰胺的共聚物,或两者。
有利地,本发明的清洗化合物可具有不与极性聚合物反应的聚合物载体组分。清洗化合物可基本不含有或甚至完全不含具有能与极性聚合物反应的官能团的聚合物。优选地,清洗化合物基本不含有或甚至完全不含能够与EVOH、聚酰胺、其共聚物,或其任意组合反应的聚合物。例如,清洗化合物可基本不含有,或甚至完全不含任何酸改性聚合物诸如顺丁烯二酸酐改性聚合物。优选地,清洗化合物基本不含有,或甚至完全不含任何酸改性聚烯烃诸如顺丁烯二酸酐改性聚烯烃。
成水组分
如本文所教导,某些断链催化剂仅在水存在时有效或甚至更有效(即,断链的速率和/或程度增加),并因此,活性清洗化合物可有利地包括含有一种或多种释放水的化合物的成水组分。当采用某些断链催化剂时,成水组分是任选的,只有当采用其它断链催化剂时才是必需的。优选地,活性清洗化合物包括成水组分。
如本文所使用的,成水组分可以是单一化合物,或可以包括多种化合物。例如,成水组分可包括一种或多种吸湿性的化合物;一种、两种或更多种反应(例如,在升温时和/或接触时)生成水的化合物;一种或多种其它携带非结合水的化合物(例如至少部分填充有水的微纤维);或其任意组合。可用于活性清洗化合物的吸湿性化合物包括含有结合水,且优选含有至少约5wt.%结合水的化合物。示范性的吸湿性化合物包括其中至少一些分子含有半个、一个、两个、三个、四个,或更多个水合水的化合物。
在不受限制的情况下,可采用的成水化合物包括氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸氢钠、碳酸氢钾、金属氯化物的水合物、金属硫酸盐水合物、金属硝酸盐水合物、金属硅酸盐水合物、金属碳酸盐水合物,或其任意组合。可采用的优选成水化合物包括氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化钙水合物(CaCl2·nH2O,例如,n=1、2、4、6)、氯化钡水合物(BaCl2·H2O)、十水硫酸钠((Na2SO4·nH2O)、硫酸镁水合物((MgSO4·nH2O,例如,n=1、6、7、12)、硫酸锰水合物(MnSO4·nH2O,例如,n=1、4、5、7)、硫酸钙水合物(CaSO4·nH2O,例如,n=0.5、2)、硫酸铝水合物(Al2(SO4)3·nH2O,例如,n=6、10、16、18、27)、硫酸铝铵水合物((NH4)Al(SO4)2·H2O)、硫酸铝钾水合物(KAl(SO4)2·nH2O,例如,n=6、8、12)、硝酸镁水合物(Mg(NO3)2·nH2O,例如,n=2、6)、硝酸铝水合物(Al(NO3)3·nH2O,例如,n=6、8、9)、四水合硝酸钙(Ca(NO3)2·H2O)、硅酸钠水合物(Na2SiO3·nH2O,例如,n=5、6、8、9)、碳酸钠水合物(Na2CO3·nH2O,例如,n=1、7、10)、碳酸镁水合物(MgCO3·nH2O,例如,n=1、3、5),或其任意组合。
受热时(例如,达到成水化合物释放其结合水时的温度),成水组分优选释放基于成水组分总重量的至少约5wt.% 的水,更优选至少约20wt.%的水,以及最优选至少约40wt.%的水。
如采用成水化合物,基于活性清洗化合物的总重量,成水化合物以大于约0.1wt.%,优选大于约0.2 wt.%,更优选大于约0.4 wt.%,最优选大于约1.0 wt.%的浓度存在于活性清洗化合物中。如果采用成水化合物,基于活性清洗化合物的总重量,成水化合物以小于约40wt.%,优选小于约20wt.%,以及更优选小于约15wt.%,以及最优选小于约10wt.%的浓度存在于活性清洗化合物中。
如果采用成水化合物,基于活性清洗化合物的总重量,成水化合物可产生至少约0.005wt.%的水,优选至少约0.010wt.%的水,更优选至少约0.02wt.%的水,以及最优选至少约0.1wt.%的水。如果采用成水化合物,基于活性清洗化合物的总重量,成水化合物通常会产生小于约10wt.%的水,更通常小于约5wt.%的水,以及最通常小于约2wt.%的水。
成水组分可分散于聚合物载体组分中,成水组分可分散于聚合物载体组分的第二部分中,或成水组分的单独部分可存在于聚合物载体组分的两个、三个或更多个不同的部分中。
一种或多种断链催化剂、聚合物载体组分的一种或多种聚合物以及任选的一种或多种成水化合物的总浓度基于活性清洗化合物的总重量可大于约40wt.%,优选大于约70wt.%,更优选大于约85wt.%,甚至更优选大于约90wt.%,以及最优选大于约95wt.%(例如,大于约98wt%)。
任选的其它成分
根据本文的教导,活性清洗化合物还可包括一种或多种填充剂和/或其它本领域已知的添加剂,例如热稳定剂、加工助剂、防粘连剂、抗静电剂、偶联剂、抗氧化剂、滑润剂、色素、起泡剂、表面活性剂,增塑剂等,每一种均以不会对本发明的效果造成不良影响的量存在。
例如,根据本文教导的活性清洗化合物还可包括一种或多种本领域已知的其它添加剂,以促进聚合物加工设备的清洗(包括但不限于研磨无机粉体或其它例如硅、二氧化钛、碳酸钙及其混合物的研磨无机材料、起泡剂、表面活性剂、增塑剂,或其任意组合)。在本发明的一个方面,活性清洗化合物最好包括一种、两种、三种或更多种选自研磨无机材料、发泡剂、表面活性剂和增塑剂的添加剂。
活性清洗化合物优选是稳定的,活性清洗化合物的聚合物载体组分在通常的加工条件下,基本上不与活性清洗化合物的断链催化剂组分或其它成分反应。例如,将活性清洗化合物加热至比聚合物载体组分的熔融峰温度高约25℃的温度,加热约30分钟,聚合物载体组分(例如,第一聚合载体组分)的聚合物的重量平均分子量(例如按照ASTM D5296‑05测定)与热处理前聚合物的重量平均分子量相比,优选改变(例如,增加或减少)小于约20%,更优选小于约10wt.%,以及最优选小于约5wt.%。
制备活性清洗化合物的方法
可通过混合聚合物载体组分、断链催化剂组分、成水组分(如果采用)得到混合物(例如,通常为均匀的混合物)来制备活性清洗化合物。为此,可使用提供热、剪切力或其两者的聚合物加工设备(例如密闭式混合机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、碾磨机等在聚合物复合领域已知的聚合物加工设备)来混合这些组分。可将均质后的活性清洗化合物挤压、造粒或以其它方式切成颗粒(例如,微丸、微粒、棒、粉末或其它颗粒)。
制备活性清洗化合物的方法还可包括以下一种步骤或其任意组合:干混两种或更多种成分的步骤、将一种成分与第二种成分一同雾化的步骤、干燥一种或多种成分的步骤,或干混稀释剂聚合物材料的步骤,所述稀释剂聚合物材料不含断链催化剂组分和成水组分。
如果采用成水组分,优选在预定最大混合温度下(例如,高于聚合物载体组分的熔融峰温度,优选高于聚合物载体组分的熔融峰温度至少20℃)通过混合聚合物载体组分、断链催化剂组分和成水组分来制备活性清洗化合物,其中成水化合物在预定最大混合温度下通常是稳定的(例如,不释放水)。
还可使用引起两种或更多种颗粒共混(例如,干混)的方法来制备活性清洗化合物。例如,制备活性清洗化合物的方法可包括一步骤:在低于聚合物载体组分起始熔融温度的温度下,将包含聚合物载体组分第一部分和断链催化剂组分的多个第一颗粒与包含聚合物载体组分第二部分的多个颗粒混合(例如,干混)。
活性清洗化合物的应用
根据本文教导的活性清洗化合物可用在清洗方法(例如,清洁方法)中,该清洗方法包括熔融加工第一加工树脂的步骤和熔融加工活性清洗化合物的步骤,以及任选的熔融加工可能与第一加工树脂相同或不同的第二加工树脂的步骤,其中熔融加工步骤包括通过聚合物加工设备的至少一个相同部分进行加工,使得聚合物加工设备(例如,聚合物加工设备的至少一个相同部分)至少部分地得到清洁。
该清洗或清洁方法还可包括任选的熔融加工第一过渡聚合物材料的预清洗冲洗步骤(例如,在熔融加工活性清洗化合物步骤之前)、任选的熔融加工第二过渡聚合物材料的后清洗冲洗步骤(例如,在熔融加工活性清洗化合物的步骤之后),或两者皆有。例如,清洗方法可包括引入包括一种或多种清洗材料组分(例如,聚烯烃、成水组分,或两者),但不包括其它组分(例如断链催化剂组分)的聚合物材料的步骤。
活性清洗化合物可用在清洗方法中,该方法清洗聚合物加工设备,例如合成聚合物材料的设备(例如,搅拌器、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、捏合机或碾磨机)、塑造或形成聚合物材料的设备(例如,挤出机、碾磨机、注射成型机、吹塑成型机、共注射成型机等)。在不受限制的情况下,可使用该清洗方法清洁聚合物加工设备,所述聚合物加工设备塑造预制件、塑造成品部件、塑造微丸、形成或挤压型坯、塑造中间结构、塑造轮廓、塑造纤维、将至少一个原料流提供给多组分物体,或其任意组合。例如,该清洗方法可用于清洁一台、两台或更多台(例如,全部)挤出机,这些挤出机用于形成共挤出或共注射模塑部分,例如多层膜。还可在用于清洗连续过程或间歇过程的清洗方法中使用该活性清洗化合物。
活性清洗化合物可用于不同材料之间(例如,不同的加工树脂之间)的过渡,用来清洁加工设备,以防止材料在加工设备内积聚,或其任意组合。例如,活性清洗化合物可用于化学性质不同的两种加工树脂之间的过渡,或化学性质相同但级别不同的两种加工树脂之间的过渡。清洗方法可用于清洁加工设备的至少一部分(例如,模具、螺杆、机筒、喷嘴、轧辊、搅拌桨、管例如转接器或其它过渡管,或其任意组合),以清除污染物、清除降解材料、清除粘附在加工设备上的材料、清除胶化材料,或其任意组合。清洗方法可用于防止材料在加工设备内积聚,以及由此防止材料降解、胶化或形成污染物。活性清洗化合物还可用于减少加工中的加工树脂的粘度,使加工树脂更易于从加工设备上清除(这样,例如在较短的过渡时间内,第二加工树脂具有比第一加工树脂低的粘度)。
在一个特别有吸引力的方法中,在挤压第一加工树脂(例如,第一聚酰胺,诸如尼龙6、尼龙6,6、尼龙12等)之后,以及在挤压第二聚合物(例如,可能与第一聚合物相同或不同的第二聚酰胺)之前,将活性清洗化合加入聚合物挤出机中。
活性清洗化合物可用于清洗含树脂(例如,第一加工树脂)的聚合物,该聚合物包括、基本上由其组成,或甚至全部由其组成的:一种或多种聚酰胺、一种或多种聚酯、一种或多种乙烯‑乙烯醇共聚物(EVOH),或其任意组合。因此,活性清洗化合物可用在一方法中,其中第一加工树脂包括聚酰胺、聚酯、乙烯‑乙烯醇共聚物(EVOH),或其任意组合。更优选地,第一加工树脂包括聚酰胺(例如,尼龙6、尼龙6,6、尼龙12,或其任意组合)。因此,清洗方法可包括使用活性清洗化合物清洗任意上述树脂(例如,包括聚酰胺、聚酯、乙烯‑乙烯醇共聚物,或其任意组合的树脂)的步骤。
活性清洗化合物可用于降低聚合物加工设备内的第一加工树脂的粘度、减小聚合物加工设备内的第一加工树脂的重量平均分子量,和/或增加聚合物加工设备内的第一加工树脂的熔体流动速率,使得第一加工树脂可被清除。
第一加工树脂的相对熔融粘度变化(例如,使用本文随后描述的Brabender Plasticorder测定)可为至少约20%,更优选至少约35%,以及最优选至少约50%。该相对熔融粘度变化优选小于95%。然而,还可预料更高的值。
根据本文教导的清洗方法可包括利用一种或多种其它聚合物材料清洗聚合物加工设备的步骤。因此,该方法可包括用一种或多种其它聚合物材料稀释活性清洗化合物的步骤。
活性清洗化合物可用于清洗具有螺杆和机筒组件的聚合物加工设备。这种清洗方法可包括单一的清洗温度,或该方法可包括一个、两个或更多个改变清洗温度(例如,改变挤出机的设定温度)的步骤。该方法可包括单一的螺杆速度,或该方法可包括一个、两个、三个或更多个改变(增加、减小,或两者)螺杆速度的步骤,其中包括一个或多个任选的转换螺杆速度以使螺杆空转或停止的步骤。例如,清洗方法可包括与2005年9月10日访问www.dupont.com/packaging/products/nucrel/pdsprint/purge.html的DuPont Chemical Company(杜邦化学公司)的“The Disco Purging Procedure for Extrusion Coaters(挤压式涂布机的Disco清洗程序))”中描述的一种方法类似的方法,所描述的方法通过引用方式并入本文中(例如,一种采用三个或以上、五个或以上,或甚至七个或以上约每30秒至10分钟改变一次螺杆速度的步骤的方法,这样,在该过程中,螺杆速度改变至少约2倍,优选至少约4倍)。
清洗方法优选包括通过加工过渡性聚合物材料清除至少一些第一加工树脂的步骤、通过加工设备内的过渡性聚合物材料清除至少一些活性清洗化合物的步骤,或两者皆有。合适的过渡性聚合物材料优选包括,或基本上由其组成的一种或多种不与活性清洗化合物反应的聚合物。过渡性聚合物材料可基本上不含有与活性清洗化合物反应的聚合物。在不受限制的情况下,过渡性聚合物材料可包括或基本上由其组成的上述适用于载体树脂的的聚合物的一种或任意组合。最优选地,在加工活性清洗化合物的步骤与关闭设备的步骤(例如,关闭大于约15分钟或甚至大于约60分钟或以上的时间段)、加工第二加工树脂的步骤,或加工第一加工树脂的第二步骤之间采用过渡性聚合物材料。例如,在过渡性聚合物材料已经清除了一些(例如,至少约80%,优选至少约90%,以及最优选至少约99%)活性清洗化合物之后,可首先加工第二加工树脂。
测试方法
除非另外说明,否则,熔融峰温度、最终熔融温度、起始熔融温度、结晶峰温度、起始结晶温度、最终结晶温度、玻璃化转变温度、玻璃化转变的起始温度、以及玻璃化转变的最终温度均按照ASTM D3418‑97测定,并用℃为单位表示。
除非另外说明,否则,熔体流动速率按照ASTM D1238‑04测定。除非另外说明,否则,以下温度和负载用于测量以下聚合物的熔体流动速率:
聚合物测试温度,℃负载(kg)聚乙烯1902.16聚丙烯2302.16聚酰胺662750.325聚酰胺62351.0
在测试聚合物的混合物或比对不同的聚合物时,使用较高的测试温度(连同相应的负载),并且如果测试温度相同,就采用较高的负载。
使用Brabender Plasticorder测定聚合物材料(例如,第一加工树脂)对添加剂或添加剂组合的相对熔融粘度变化,所述Brabender Plasticorder具有净容量为30cm3的半尺寸混炼头(half‑size mixer head)。将Brabender加热至240℃的温度并将搅拌速度设为40rpm。用聚合物材料填充Brabender至约70%的填充因子并测定起始扭矩。接下来,加入基于总重量的浓度为1wt.%的添加剂组合,并连续搅拌30分钟。
相对熔融粘度变化定义为:
100%×[扭矩(f)‑扭矩(i)]/扭矩(i)                     (公式1)
其中,扭矩(i)为加入断链催化剂前的第一加工树脂的初始Brabender扭矩(单位为Nm),以及扭矩(f)为加入断链催化剂之后30分钟的Brabender扭矩。使用氮气吹扫进行测试。
除了仅将活性清洗化合物加入Brabender Plasticorder以外,可使用与用于测定聚合物材料的相对熔融粘度变化相同的方法测定活性清洗化合物的相对稳定性。
实施例
实施例1
首先将氢氧化钠水溶液喷到低密度聚乙烯的微丸上(购自Equistar Chemicals的Petrothene® NA960000,并按照ASTM D1238‑04在190℃/2.16kg下测得具有约0.8g/10min的熔体流动速率)来制备清洗化合物,使得干燥经涂布的微丸时,低密度聚乙烯对氢氧化钠的比率为约99:1。挤压前在约100℃下干燥低密度聚乙烯(LDPE)约16小时以清除水。含LDPE和氢氧化钠的涂布微丸在Killion单螺杆挤出机上熔融复合,该挤出机具有约31.75mm的螺杆直径和约24:1的长度/直径比率(L/D)。挤出机配有容纳螺杆切碎部件(chopper section)(例如美国专利6,062,717中公开的一个,通过引用方式并入本文中)并增强混合和分散的机筒延伸(barrel extension)(304.8mm长)。包括机筒延伸,L/D比率为约33.5:1。挤出机的加工条件包括约193℃的进料区温度、约204℃的压缩区温度、约213℃的计量区温度、约221℃的切碎部件温度,以及约221℃的模具温度。清洗化合物作为股状物挤出、造粒并干燥。
在Killion单螺杆挤出机上评价清洗化合物的性能,该挤出机具有约24:1的L/D,并具有手工拆卸并物理清洁的转接器和平膜模具(模具宽度=75mm),重新装配该挤出机和模具并加热至以下温度设置:进料区=210℃、压缩区=249℃、计量区=249℃、模具=249℃。将含5%黑色的色母料(来自RTP Company的S‑801538)的尼龙6(来自Honeywell的H135QP)挤入单层膜(具有约25‑28mm的宽度)中,使用约100rpm的螺杆速度,进行约10分钟。随后,通过挤出机熔融加工固定量(约2.0kg)的清洗化合物。清洗时间为约30分钟,但可变化。接下来,使用相同条件通过挤出机熔融加工约200克纯的LDPE聚合物,从挤出机上清除清洗材料。在挤压尼龙和清洗化合物的整个过程中,收集薄膜样品用于评价清除薄膜上的黑色的时间并对比清洗效率。挤压纯LDPE后,拆除模具和转接器,并从机筒上移除螺杆,用于检查螺杆上留下的黑色残留物。
清洗等级的评定
用以下标准评定清洗化合物的清洗效果等级:
5‑在螺杆上无可见黑色残留物,且明显地清洁薄膜内的黑色耗时不到20分钟。该清洗化合物被认为可接受。
4‑在螺杆上明显地留有很少量的黑色残留物,且明显地清洁薄膜内的黑色耗时不到20分钟。该清洗化合物仍被认为是大致可接受的。
3‑在螺杆上明显地留有相当量的黑色残留物,且明显地清洁薄膜内的黑色耗时不到20分钟。
2‑在螺杆上明显地留有相当量的黑色残留物,且明显地清洁薄膜内的黑色耗时超过20分钟。
1‑清洗30分钟后,在螺杆上明显地留有大量黑色,且明显未清除薄膜内的黑色。
实施例2
除用约1wt.%KOH代替1wt.%NaOH作为断链催化剂之外,使用与实施例1所述相同的材料和方法制备和评价实施例2。
实施例3
除来自Fisher Scientific的1wt.%无水碳酸钾(K2CO3)之外,实施例3包括使用与实施例1所述相同的材料和方法制备和评价的清洗化合物的第一部分。随后以约97wt.%至约3wt.%的比率,将清洗化合物的第一部分与Polyfil SBC‑4000(含有热塑性塑料的聚烯烃载体树脂内的碳酸氢钠浓缩物)干混制备实施例3。基于清洗化合物的总重量,实施例3中碳酸氢钠的浓度为约1.2wt.%。
实施例4
除碳酸氢钠的浓度减至基于清洗化合物总重量的约0.6wt.%之外,使用与实施例3所述相同的材料和方法制备实施例4。
实施例5
除清洗化合物包括约96wt.%的LDPE、约3wt.%的Al(OH)3和约1wt.%的K2CO3之外,使用与实施例1所述相同的材料和方法制备实施例5。实施例5中使用的氢氧化铝为SB‑432,购自Akrochem Corporation。SB‑432具有约9μm的中位粒度、约2.0m2/g的表面积和大于约98%的纯度。
对比实施例1
除仅使用1wt.%的CaCO3(碳酸钙)而不用任何KOH之外,使用与实施例2所述相同的材料和方法制备对比实施例1。对比实施例1中使用的碳酸钙是Vicron® 15‑15研磨碳酸钙,购自Specialty Minerals Inc。Vicron® 15‑15具有约3.5微米的平均粒度,并含有小于0.1wt.%(例如,约0.004wt.%)的大于325目的颗粒。Vicron® 15‑15的纯度为约97wt.%。
对比实施例2
对比实施例2仅包括实施例2的清洗化合物中使用的纯LDPE树脂(即,对比实施例2不含有KOH或任何其它断链催化剂)。
对比实施例3
除使用纯聚丙烯(PP)树脂之外(即,无任何断链催化剂),对比实施例3与对比实施例2相同。对比实施例3中使用的PP是一种均聚物聚丙烯,其具有约2.0g/10min的熔体流动速率(按照ASTM D1238在230℃/2.16kg下测得)、约0.905的密度(按照ASTM D‑1505测得),和约163℃的熔融峰温度(使用差示扫描量热法测定),并且购自Total Petrochemicals USA, Inc.,等级名称为Polypropylene 3276。
实施例1‑5和对比实施例1‑3全部使用实施例1所述的方案进行测试,以确定清洗效率。这些实施例的组合物和清洗等级评定在表1中给出,以及对比实施例的组合物和清洗等级评定在表2中给出。
这些实施例和对比实施例的清洗等级评定表明,聚烯烃载体(例如,包括至少80wt.%的聚乙烯诸如低密度聚乙烯)中,包括断链催化剂(例如,氢氧化钠或氢氧化钾)或断链催化剂(例如碳酸钾,诸如浓度大于约1wt.%的碳酸钾)与成水化合物(例如,碳酸氢钠或氢氧化铝)的混合物的活性清洗化合物可用于清洗聚酰胺(例如,尼龙6、尼龙6,6、尼龙12,或其任意组合)。
预期对用于清洗化合物的其它聚烯烃和用于加工树脂的其它聚酰胺有类似的结果。包含其它成分的聚合物也预期有类似的结果。当改变断链催化剂、成水化合物(如采用),或两者的浓度(例如,从规定值的约0.1至约20倍)时,也预期有类似的结果。
对比实施例4
将尼龙6样品放入Brabender Plasticorder中。搅拌器的温度为240℃并且搅拌速度为40rpm。搅拌器转子的初始扭矩为约4.45Nm。约15分钟后,扭矩仅轻微地增加至约4.55Nm。约30分钟后,扭矩仅轻微地减小至约4.35Nm。


实施例6
除将1wt.%的K2CO3加至尼龙6外,实施例6使用与对比实施例4相同的程序进行。搅拌器转子的初始扭矩为约4.2Nm。约15分钟后,扭矩减小至约2.35Nm(减少约44%)。约30分钟后,扭矩进一步减小至约1.7Nm(总减少约60%)。
如本文所使用,除非另外说明,否则本发明教导认为任何种类(列表)成员可排除在该种类之外;和/或任何马库什(Markush)分类的成员可排除在该分类之外。
除非另外说明,否则,如果在任意较低值和任意较高值之间有至少2个单位的分隔,本文所引用的任何数值包括以一个单位的增量由较低值至较高值的所有值。例如,如果指出组分的量、性质,或例如温度、压力、时间等的工艺变量值为例如1‑90,优选20‑80,更优选30‑70,其意指中间范围值(例如,15‑85、22‑68、43‑51、30‑32等)在本说明书的教导范围内。同样地,单个的中间值也在本发明的教导范围内。对于小于1的值,一个单位被认为是适当的0.0001、0.001、0.01或0.1。这些只是具体指出的例子,并且所列举的最低值和最高值之间的数值的所有可能的组合都被认为以类似的方式在本说明书中明确地进行了表示。可以看出,本文中用“重量份”表示的量的教导还意指以重量百分比表示的相同范围。因此,本发明详述中按照所得聚合物混合组合物的"x"重量份表示的范围,还指相同列举量的所得聚合物混合组合物的"x"重量百分比的范围。
除非另外声明,否则,所有范围都包括两个端点和端点之间的所有数字。与范围有关的“约”或“大约”的使用适用于范围的两端。因此,“约20‑30”意指覆盖“约20‑约30”,包括至少这些具体的端点。
包括专利申请和公告的所有文章和参考文献的公开对于所有目的通过引用方式并入本文中。描述组合的术语“基本上由…组成”包括已确定的元素、成分、组分或步骤,以及那些不显著影响组合的基本的和新的特征的其它元素、成分、组分或步骤。本文中用来描述元素、成分、组分或步骤的组合的术语“包含”或“包括”还指基本上由元素、成分、组分或步骤组成的实施方案。
复数的元素、成分、组分或步骤可由单个综合(integrated)的元素、成分、组分或步骤提供。或者,单个综合的元素、成分、组分或步骤可分为独立的复数的元素、成分、组分或步骤。用来描述元素、成分、组分或步骤的“一”或“一个”的公开并非有意预先排除其它的元素、成分、组分或步骤。本文中对属于某族的元素或金属的所有引用都是指CRC Press, Inc.在1989年出版并拥有版权的元素周期表。对某族或某些族的任何引用都是指使用IUPAC系统编号各族的该元素周期表列出的某族或某些族。
本文所使用的术语“聚合物”和“聚合作用”是总称,可分别包括“均聚物和共聚物”与“均聚作用和共聚作用”这样的更具体情况中的一种或两种。
应理解,上面的描述是用于举例说明,而非限制。除所提供的实施例之外,在阅读上述描述后,许多实施方案和许多申请对本领域技术人员而言也将是显而易见的。因此,本发明的范围,连同这类有权的权利要求的全部等同范围,不应该根据上面的描述确定,而应根据所附的权利要求来确定。包括专利申请和公告的所有文章和参考文献的公开对于所有目的通过引用方式并入本文中。本文所公开的主题的任何方面的以下权利要求中的省略不是对这类主题的放弃,也不应视作发明者认为这类主题不是所公开的发明主题的一部分。

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1、(10)申请公布号 CN 102712124 A(43)申请公布日 2012.10.03CN102712124A*CN102712124A*(21)申请号 201080030847.4(22)申请日 2010.06.3012/502,556 2009.07.14 USB29C 47/08(2006.01)(71)申请人 MSI科技有限责任公司地址美国伊利诺伊州(72)发明人志田光三 W-LA陈(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司 44205代理人张海文(54) 发明名称用于清洗聚合物的活性清洗化合物(57) 摘要本发明涉及用于清洁聚合物加工设备的活性清洗化合物,其中活性清洗化合物。

2、包括基于活性清洗化合物总重量的至少约50wt.%的聚合物载体组分,其中聚合物载体组分包括一种或多种聚合物;分散于聚合物载体组分中的断链催化剂组分;以及iii)成水组分;其中活性清洗化合物是形式为多个微丸、微粒、棒、粉末或其它颗粒的原料物质。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2012.01.09(86)PCT申请的申请数据PCT/US2010/040646 2010.06.30(87)PCT申请的公布数据WO2011/008575 EN 2011.01.20(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书14页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页。

3、 说明书 14 页1/2页21.一种用于清洁聚合物加工设备的活性清洗化合物,其中所述活性清洗化合物包含:i)基于所述活性清洗化合物总重量的至少约50wt.%的聚合物载体组分;其中所述聚合物载体组分包括一种或多种聚合物;ii)分散于所述聚合物载体组分中的断链催化剂组分;和iii)成水组分;其中所述活性清洗化合物是形式为多个微丸、微粒、棒、粉末或其它颗粒的原料物质。2.根据权利要求1所述的活性清洗化合物,其中所述聚合物载体组分基本上不与所述断链催化剂起化学反应,这样,当将所述活性清洗化合物加热至高于第一聚合物组分的熔融峰温度约25度的温度,加热约30分钟的时间时,所述聚合物载体组分的重量平均分子量。

4、(按照ASTM D5296-05测定)变化小于约20%。3.根据权利要求1或2所述的活性清洗化合物,其中所述断链催化剂组分包括断链催化剂,所述断链催化剂选自:至少一种碱金属氢氧化物、至少一种碱土金属氢氧化物,及其任意组合。4.根据权利要求1至3任一项所述的活性清洗化合物,其中所述聚合物载体组分包括聚烯烃聚合物,所述聚烯烃聚合物含有基于所述聚烯烃聚合物总重量至少约50wt%的第一-烯烃。5.根据权利要求1至4任一项所述的活性清洗化合物,其中所述聚合物载体组分包括聚合物,所述聚合物具有按照ASTM D1238-04测定的约0.1g/10min至约80g/10min的熔体流动速率。6.根据权利要求1。

5、至5任一项所述的活性清洗化合物,其中所述成水组分包括含有一个、两个、三个、四个或更多个水合水的成水化合物。7.根据权利要求1至6任一项所述的活性清洗化合物,其中所述成水组分选自:氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸氢钠、碳酸氢钾、水合金属氯化物、水合金属硫酸盐、水合金属硝酸盐、水合金属硅酸盐、水合金属碳酸盐,或其任意组合。8.根据权利要求1至7任一项所述的活性清洗化合物,其中所述断链催化剂组分包括断链催化剂,所述断链催化剂选自:碱土金属氢氧化物、碱金属氢氧化物、碱土金属碳酸盐、碱金属碳酸盐、碱土金属氧化物、碱金属氧化物、碱金属醋酸盐、碱土金属醋酸盐、碱土金属氨基己酸盐、碱金属氨基己酸盐、线性二聚氨基己酸的。

6、金属盐、线性三聚己酸的金属盐,及其任意组合。9.根据权利要求1至8任一项所述的活性清洗化合物,其中所述断链催化剂组分包括断链催化剂,所述断链催化剂选自:氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁、醋酸钠、醋酸钾、醋酸镁、醋酸钙、氨基己酸钠、氨基己酸钾、氨基己酸二聚物的钠盐、氨基己酸三聚物的钠盐、氨基己酸二聚物的钾盐、氨基己酸三聚物的钾盐,及其任意组合。10.根据权利要求1至9任一项所述的活性清洗化合物,其中所述断链催化剂组分包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾,或其任意组合。11.根据权利要求1至10任一项所述的活性清洗化合物,其中所述断链。

7、催化剂组分以基于所述清洗化合物总重量的约0.1wt.%至约20wt.%的浓度存在。12.根据权利要求1至11任一项所述的活性清洗化合物,其中所述成水组分以基于所权 利 要 求 书CN 102712124 A2/2页3述活性清洗化合物总重量的约0.1wt.%至约40wt.%存在。13.根据权利要求1至12任一项所述的活性清洗化合物,其中所述成水组分分散在整个所述聚合物载体组分中。14.根据权利要求1至13任一项所述的活性清洗化合物,其中所述活性清洗化合物包括多个含所述聚合物载体组分第一部分的第一颗粒和多个含所述聚合物载体组分第二部分和至少部分所述成水组分的第二颗粒,其中所述第一颗粒与所述第二颗粒。

8、不同。15.一种用于制备权利要求1至14任一项的活性清洗化合物的方法,包括步骤:在低于预定最大混合温度的混合温度下将所述成水组分与所述聚合物载体组分混合,其中所述成水化合物在所述最大混合温度下通常是稳定的。16.根据权利要求15所述的方法,其中所述方法包括步骤:在低于所述聚合物载体组分起始熔融温度的温度下,干混多个含所述聚合物载体组分的第一部分和所述断链催化剂组分的第一颗粒以及多个含所述聚合物载体组分第二部分的颗粒。17.一种用于清洗聚合物挤出机的方法,该方法包括步骤:i)在第一预定加工温度下挤压第一加工树脂,其中所述第一预定加工温度大于约200;以及ii)在第二预定加工温度下挤压权利要求1至。

9、16中任一项所述的活性清洗化合物,其中所述第二预定加工温度大于约200;其中所述第二预定加工温度与所述第一预定加工温度相同或不同。18.根据权利要求17所述的方法,其中所述第一加工树脂包括聚酰胺、聚酯、EVOH,或其任意组合。19.根据权利要求17或18所述的方法,其中所述第一加工树脂包括聚酰胺。20.根据权利要求17至19任一项所述的方法,其中所述第一加工树脂的重量平均分子量减少20-95%。21.根据权利要求17至20任一项所述的方法,其中所述第二预定加工温度小于约290。22.根据权利要求17至21任一项所述的方法,该方法还包括挤压聚烯烃均聚物或聚烯烃共聚物的步骤,以便从所述聚合物加工设。

10、备上清除至少一些所述活性清洗化合物。23.根据权利要求17至22中任一项所述的方法,其中所述第一加工树脂的熔体流动速率对所述活性清洗化合物的熔体流动速率的比率,按照ASTM D1239-04在235/1.00kg下测定,为约20:1至约1:20。24.根据权利要求17至23中任一项所述的方法,其中所述成水组分产生基于所述活性清洗化合物总重量的至少约0.1wt.%的水。权 利 要 求 书CN 102712124 A1/14页4用于清洗聚合物的活性清洗化合物0001 优先权要求本申请要求美国专利申请第12/502,556号(于2009年7月14日提交)的权益,该申请由此通过引用方式整体并入本文中。。

11、技术领域0002 本发明通常涉及用于清洁聚合物加工设备的清洗化合物,以及清洗聚合物加工设备的方法,所述清洗化合物包括聚合物载体组分(polymeric carrier component)、断链催化剂组分和任选的成水组分(water generating component)。0003 背景技术加工聚合物,特别是极性和/或在熔融时对金属表面具有亲和力的聚合物,可引起该聚合物在聚合物加工设备(例如,在诸如挤出机的螺杆(screw)或机筒上,或在加工设备的模具、转接器,或其它部件内)内的积聚。一段时间后,聚合物的积聚可引起聚合物受热时期的延长(例如,大于聚合物在加工设备内的平均停留时间的5倍,或甚。

12、至500倍),使得一些聚合物的颜色或流动特性改变。结果,使用包括通过加工设备加工聚合物的步骤的方法生产的部分聚合物可能脱色、具有非均匀色(例如,黑斑),或具有因流动特性改变而引起的缺点。例如,已受热延时的聚合物可例如通过模具产生阻碍材料流动的颗粒。0004 在本领域中已经知道各种在处理加工树脂(即,包含一种或多种聚合物的聚合材料)后清洗聚合物加工设备的方法,使得设备无需拆卸和用手工清洁。可使用纯树脂或其它待加工为其组成部分的加工树脂完成清洗。清洗化合物可从市面上获得,并定期使用以清除某些加工树脂。还可在第一加工树脂向第二加工树脂加工步骤过渡时使用清洗化合物。0005 文献中公开的清洗化合物包括。

13、采用有助于清洁某些加工树脂的聚合物加工设备的研磨剂、起泡剂、表面活性剂、增塑剂和例如极性聚合物的胶粘组分的清洗化合物。这样的清洗化合物在美国专利第 4,731,126号(Dixit等,于1988年3月15日发行)、第4,838,945号(Fujii等,于1989年6月13日发行)、第5,236,514号(Leung等,于1993年8月17日发行)、第5,424,012号(Ertle 等,于1995年6月13日发行)、第5,443,768号 (Scheibelhoffer等,于1995年8月22日发行)、第5,958,313号(Yamamoto等,于1999年9月28日发行)、第6,060,44。

14、5号 (Chandraker等,于2000年5月9日发行)、第6,294,120号(Negi等,于2001年9月25日发行)以及第6,384,002号(Nitzsche,于2002年5月7日发行)中有描述,所有这些专利全文明确地并入本文中。0006 用于清洗极性聚合物例如乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的已知清洗化合物实施例,包括含有通常是昂贵的和/或需要额外加工步骤制备的聚合物的清洗化合物。例如,美国专利第5,695,624号(Armstrong等.于1999年10月12日发行并明确地通过引用方式并入本文中)和美国专利第6,294,120号公开了聚合物主体部分是EVOH的清洗化合物,以及美国专。

15、利第6,060,445号教导了包含能与EVOH反应的顺丁烯二酸酐官能化聚烯烃的清洗化合物。说 明 书CN 102712124 A2/14页50007 尽管清洗化合物不断发展,但仍不断需要新的可清洗范围较广的聚合物的清洗化合物,从而减少聚合物处理器所需要的不同清洗化合物的数目。0008 还不断需要能够更有效地清洗的清洗化合物,以便减少花在加工设备上的非生产时间的量、最小化清洗过程中产生的废物量,或以便同时实现这两个目的。具体地,仍不断需要更有效地清洗极性加工树脂例如EVOH和聚酰胺的清洗化合物。0009 因此,需要新的清洗加工设备的机理,该机理可单独使用,或与之前描述的一种或多种机理(例如研磨、。

16、粘合、发泡等)结合使用。0010 发明内容上述的一种或多种需要可通过用于清洁聚合物加工设备的活性清洗化合物来满足,其中活性清洗化合物包含:i)基于活性清洗化合物总重量的至少约50wt.%的聚合物载体组分,其中该聚合物载体组分包括一种或多种聚合物;和ii)分散于聚合物载体组分中的断链催化剂组分;其中a)断链催化剂组分包括断链催化剂,所述断链催化剂选自至少一种碱金属氧氢化物、至少一种碱土金属氢氧化物,及其任意组合;b)活性清洗化合物还包括成水组分;或c) (a)和(b);其中活性清洗化合物是形式为多个微丸(pellet)、微粒、棒、粉末或其它颗粒的原料物质。0011 本发明的此方面可由以下一种(特。

17、征)或任意(特征)组合进一步表征:聚合物载体组分基本上不与断链催化剂起反应,这样,当将活性清洗化合物加热至高于聚合物组分熔融峰温度约25,加热约30分钟的时间时,按照ASTM D5296-05测定,聚合物载体组分的重量平均分子量变化小于20%;活性清洗化合物包含成水组分;聚合物载体组分包括含有基于聚烯烃聚合物总重量的至少约50wt%的第一烯烃的聚烯烃聚合物;聚合物载体组分包括一个或多个具有按照ASTM D1238-04测定的熔体流动速率为约0.1g/10min至约80g/10min的聚合物(例如,基于聚合物载体组分总重量,浓度大于约50wt.%,更优选地大于约80wt.%);成水组分包括含有一。

18、个、两个、三个,四个或更多个水合水的成水化合物;成水组分选自:氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸氢钠、碳酸氢钾、水合金属氯化物、水合金属硫酸盐、水合金属硝酸盐、水合金属硅酸盐、水合金属碳酸盐、或其任意组合;断链催化剂组分包括断链催化剂,所述断链催化剂选自:碱土金属氢氧化物、碱金属氢氧化物、碱土金属碳酸盐、碱金属碳酸盐、碱土金属氧化物、碱金属氧化物、碱金属醋酸盐、碱土金属醋酸盐、碱土金属氨基己酸盐、碱金属氨基己酸盐、线性二聚氨基己酸的金属盐,线性三聚己酸的金属盐及其任意组合;断链催化剂组分包括断链催化剂,所述断链催化剂选自:氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钠、碳。

19、酸钾、碳酸镁、醋酸钠、醋酸钾、醋酸镁、醋酸钙、氨基己酸钠、氨基己酸钾、氨基己酸二聚物的钠盐、氨基己酸三聚物的钠盐、氨基己酸二聚物的钾盐、氨基己酸三聚物的钾盐,或其任意组合;断链催化剂组分包括磷酸、硼酸、磷酸盐、硼酸盐、或其任意组合;断链催化剂组分包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾,或其任意组合;断链催化剂组分以基于活性清洗化合物总重量的约0.1wt.%至约20wt.%的浓度存在;成水组分(如果采用)以基于活性清洗化合物总重量的约0.1wt.% 至约40wt.%的浓度存在;成水化合物分散在整个聚合物载体组分中;或活性清洗化合物包括多个含聚合物载体组分第一部分的第一颗粒,和多个含聚合物载体组分。

20、第二部分和至少一部分成水组分的第二颗粒,其中第一颗粒与第二颗粒不同。0012 本发明的另一方面涉及制备活性清洗化合物(例如本文所描述的活性清洗化合说 明 书CN 102712124 A3/14页6物)的方法,包括步骤:在低于预定最大混合温度的混合温度下将成水组分与聚合物载体组分混合,其中成水组分在最大混合温度下通常是稳定的。0013 用于制备活性清洗化合物(例如本文所描述的活性清洗化合物)的另一方法包括步骤:在低于聚合物载体组分起始熔融温度的温度下,干混多个含聚合物载体组分第一部分和断链催化剂组分的第一颗粒和多个含聚合物载体组分第二部分的颗粒。0014 本发明的又一个方面涉及使用活性清洗化合物。

21、(例如本文所公开的一种)清洁或清洗例如挤出机或铸模机的聚合物加工设备(或其任意部件,例如螺杆、机筒,或模具)的方法,该方法包括以下步骤:a)在第一预定加工温度下挤压第一加工树脂,其中第一预定加工温度大于约200;和b)在第二预定加工温度下挤压活性清洗化合物,其中第二预定加工温度大于约200;其中第二预定加工温度与第一预定加工温度相同或不同。0015 本发明的此方面可由以下一种(特征)或任意(特征)组合进一步表征:第一加工树脂包括聚酰胺、聚酯、EVOH或其任意组合;第一加工树脂包括聚酰胺;第一加工树脂的重量平均分子量减少20%-95%;第二预定加工温度小于约290;该方法还包括加工(例如,挤压)。

22、聚烯烃均聚物或聚烯烃共聚物的步骤,以便从聚合物加工设备上清除至少一些活性清洗化合物;如按照ASTM D1238-04在235/1.00kg下测定,第一加工树脂的熔体流动速率对活性清洗化合物的熔体流动速率的比率为约20:1至约1:20;或成水组分产生基于活性清洗化合物总重量至少约0.1wt.%的水。0016 具体实施方式本发明在其各方面利用了材料的独特组合来获得具有吸引力的清洗化合物,更具体地,获得包含聚合物载体组分、断链催化剂组分以及任选的成水组分的活性清洗化合物。这些活性清洗化合物能够比其它不含断链催化剂组分的相同化合物更快和/或更有效地清洗聚合物加工设备。因此,可使用活性清洗化合物来清洗聚。

23、合物加工设备,有利地导致较短的清洗时间(例如,由第一加工树脂向第二加工树脂的过渡),较短的清除时间(clean-out time)、较高的质量部分、聚合物加工设备减少的停机时间、减少的废料重量,或其任意组合。0017 在不受理论束缚的情况下,相信本文所述的活性清洗化合物至少部分通过在聚合物加工设备内与加工树脂发生催化反应来起作用,使加工树脂的粘度降低,以便有效地将加工树脂从加工设备上清除下来。0018 断链催化剂组分活性清洗化合物的一种组分是断链催化剂组分。断链催化剂组分包括断链催化剂、基本上由断链催化剂组成或全部由断链催化剂组成,所述断链催化剂增加了加工树脂的粘度降低速率(例如,起始速率,诸。

24、如:断链催化剂接触加工树脂后的第一个30秒内的平均速率)、降低了加工树脂粘度降低的温度,或两者皆具。断链催化剂可以是例如促进加工树脂分子量减少(例如,链长度或旋转(gyration)半径的减少)的催化剂。0019 合适的断链催化剂包括无机化合物和有机金属化合物。断链催化剂可包括或基本上由以下化合物的一种或任意组合组成:碱土金属氢氧化物、碱金属氢氧化物、碱土金属碳酸盐、碱金属碳酸盐、碱土金属氧化物、碱金属氧化物、碱金属醋酸盐、碱土金属醋酸盐、碱土金属氨基己酸盐、碱金属氨基己酸盐、线性二聚氨基己酸的金属盐以及线性三聚氨基己酸的金属盐。其它可采用的断链催化剂包括酸,例如磷酸、硼酸、磷酸盐、硼酸盐或其。

25、任意组说 明 书CN 102712124 A4/14页7合。0020 在不受限制的情况下,可用于活性清洗化合物的示范性断链催化剂包括氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁、醋酸钠、醋酸钾、醋酸镁、醋酸钙、氨基己酸钠、氨基己酸钾、氨基己酸二聚物的钠盐、氨基己酸三聚物的钠盐、氨基己酸二聚物的钾盐、氨基己酸三聚物的钾盐,或其任意组合;特别优选的断链催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾,或其任意组合。0021 令人惊讶地,本发明教导的某些断链催化剂不需要成水化合物来降低加工树脂的粘度。因此,某些断链催化剂可用在或者还包含成水化合物或者不包。

26、含成水化合物(例如除断链催化剂之外不含成水化合物)的活性清洗化合物中。在不受限制的情况下,与或不与成水组分一起使用的示范性断链催化剂包括碱金属氢氧化物(例如,氢氧化钠和氢氧化钾)以及碱土金属氢氧化物(例如,氢氧化钙和氢氧化镁)。0022 断链催化剂可以是干的(例如,基本上不含水或完全不含水)或可以含水。例如,至少一些断链催化剂可包括具有一个、两个、三个或更多个水合水的化合物。优选地,断链催化剂为固体。0023 断链催化剂组分以足以催化加工树脂粘度降低的浓度存在。例如,存在于活性清洗化合物中的断链催化剂组分的浓度,基于活性清洗化合物的总重量,可为大于约0.1wt.%,优选大于约0.2wt.%,更。

27、优选大于约0.4wt.%,最优选浓度大于约0.8wt.%。基于活性清洗化合物的总重量,断链催化剂组分存在的浓度可小于20wt.%,优选小于约15wt.%,更优选小于约10wt.%,以及最优选小于约5wt.%(例如,甚至小于约2wt.%。)。例如,基于活性清洗化合物的总重量,断链催化剂存在的浓度可为约0.4wt.% 至约5wt.%。0024 聚合物载体组分聚合物载体组分提供聚合物基质,活性清洗化合物的一种或多种,甚至全部的其它组分分散于其中。例如,活性清洗化合物可包括颗粒(例如,微丸、微粒、棒、粉末或其它颗粒),每一个颗粒都含有聚合物载体组分、断链催化剂组分以及成水组分(如果采用)的混合物。00。

28、25 在本发明的一个更具体的方面,活性清洗化合物可包括两种、三种或更多种具有不同组成的颗粒(例如,微丸、微粒、棒、粉末或其它颗粒)的共混物(例如,干共混物)。例如,活性清洗化合物可包括多个第一颗粒,以及包括多个第二颗粒,第一颗粒中的每一个都包含聚合物载体组分的第一部分并包含至少一部分断链催化剂组分、至少一部分成水组分,或两者,第二颗粒包含聚合物载体组分的第二部分,该第二部分包含不同于第一颗粒的成分(例如,不同部分的成水组分、不存在于第一颗粒中的断链催化剂组分等等)。根据本发明的教导,聚合物载体组分包括聚合物载体组分的第一部分、聚合物载体组分的第二部分以及任何可存在的聚合物载体组分的其它部分(例。

29、如,第三或第四部分)。在本发明的此方面中,聚合物组分的第一和第二部分可以是相同的聚合物(这样,第一颗粒与第二颗粒的区别在于除聚合物以外的成分),或者聚合物载体组分的第一和第二部分可采用不同的聚合物(例如,具有不同熔融温度、不同熔体流动速率,或两者皆不同的聚合物)。0026 聚合物载体组分可包括一种或多种聚合物、基本由一种或多种聚合物组成或完全由一种或多种聚合物组成。优选地,聚合物载体组分包括一种或多种热塑性塑料,例如熔融峰温度(peak melting temperature)或玻璃化转变温度高于约50,优选高于约80,说 明 书CN 102712124 A5/14页8以及更优选高于约100(。

30、例如,按照ASTM D3418-97测定)的热塑性塑料。聚合物的玻璃化转变温度、熔融峰温度,或两者可低于约260,优选低于约200,以及更优选低于约180。0027 聚合物载体组分的一种或多种聚合物优选在断链催化剂存在、在通常的加工温度(例如,在约250的温度下)下,不与水显著地反应,使得聚合物载体组分的粘度在清洗过程中的改变小于约20%(优选小于约10%)。聚合物载体组分优选包括一种或多种通常无极性的聚合物。在不受限制的情况下,用于聚合物组分的合适的聚合物包括含有烯烃的聚合物和含有苯乙烯的聚合物。例如,聚合物载体组分(例如,第一聚合物载体组分)可包括、基本由其组成或完全由其组成的一种或多种聚。

31、烯烃聚合物如一种或多种聚烯烃均聚物(例如,聚乙烯均聚物、聚丙烯均聚物,或两者)、一种或多种包括基于聚烯烃聚合物总重量的至少50wt.%(优选至少60wt.%)的第一-烯烃的共聚物,或其任意组合。0028 在不受限制的情况下,可用于聚合物载体组分的示范性含苯乙烯聚合物和含-烯烃聚合物包括聚乙烯例如聚乙烯均聚物;聚乙烯共聚物,其包括至少一种其它的-烯烃如丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯或其任意组合(例如,高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、极低密度聚乙烯以及超低密度聚乙烯);聚丙烯均聚物;包括至少一种其它单体的聚丙烯共聚物(例如:等规聚丙烯、间规聚丙烯、冲击聚丙。

32、烯(impact polypropylene)以及无规聚丙烯),该单体选自:乙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、4-甲基-1-戊烯,及其任意组合;聚1-丁烯;聚4-甲基-1-戊烯;含苯乙烯的聚合物,包括聚苯乙烯均聚物、冲击改性聚苯乙烯、聚苯乙烯无规共聚物、聚苯乙烯嵌段共聚物(例如:苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物,以及任意上述共聚物的部分或全部加氢类似物);或其任意组合。聚合物载体组分优选包括、基本上由其组成或甚至完全由其组成的高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、等规聚丙烯、无规聚丙。

33、烯共聚物(例如,包括乙烯)和冲击聚丙烯,或其任意组合,以及更优选地包括、基本由其组成或甚至完全由其组成的低密度聚乙烯。0029 聚合物载体组分(例如,聚合物载体组分的第一部分)、活性清洗化合物,或两者的熔体流动速率(按照ASTM D1238-04在190/2.16kg下测定)可大于约0.1g/10min,优选大于约0.5g/10min,更优选大于约1g/10min,以及最优选大于约3g/10min。熔体流动速率较低的材料可能难以从聚合物加工设备上清除和/或难以处理。聚合物载体组分(例如,聚合物载体组分的第一部分)、活性清洗化合物,或两者的熔体流动速率(按照ASTM D1238-04在190/2。

34、.16kg下测定)优选小于约80g/10min,更优选小于约60g/10min,以及最优选小于约50g/10min。熔体流动速率较高的材料在将加工树脂从聚合物加工设备上清除下来方面可能效率低下。0030 聚合物载体组分、活性清洗化合物,或两者中的一种或多种热塑性塑料的总浓度(例如,聚烯烃、聚乙烯或低密度聚乙烯的总浓度)优选大于约20wt.%,更优选大于约40wt.%,以及最优选大于约60wt.%(例如,大于约90wt.%,或甚至约100wt.%)。0031 基于活性清洗化合物的总重量,活性清洗化合物中的聚合物载体组分的总浓度可大于约20wt.%,优选大于约40wt.%,更优选大于约50wt.%。

35、,以及最优选大于约60wt.%(例如,大于约80wt.%,或甚至大于约90wt.%)。说 明 书CN 102712124 A6/14页90032 在本发明的一个方面,聚合物载体组分可包括用于携带成水化合物第一部分的聚合物组分的第一部分,和用于携带成水组分第二部分的聚合物组分的第二部分,这样,成水组分的第一和第二部分在活性清洗化合物中不接触。一旦引入聚合物加工设备(例如,正在清洗的设备)中,设备的热和/或剪切力可使成水组分的两部分相互接触并生成水。在本发明的此方面,聚合物组分的第一和第二部分可具有相同的熔融峰温度,或者它们可具有不同的熔融峰温度。0033 优选的清洗化合物基本上不含有EVOH。更。

36、优选的清洗化合物完全不含有EVOH。优选的清洗化合物基本上没有聚酰胺、含聚酰胺的共聚物,或两者。更优选的清洗化合物完全没有聚酰胺、含聚酰胺的共聚物,或两者。0034 有利地,本发明的清洗化合物可具有不与极性聚合物反应的聚合物载体组分。清洗化合物可基本不含有或甚至完全不含具有能与极性聚合物反应的官能团的聚合物。优选地,清洗化合物基本不含有或甚至完全不含能够与EVOH、聚酰胺、其共聚物,或其任意组合反应的聚合物。例如,清洗化合物可基本不含有,或甚至完全不含任何酸改性聚合物诸如顺丁烯二酸酐改性聚合物。优选地,清洗化合物基本不含有,或甚至完全不含任何酸改性聚烯烃诸如顺丁烯二酸酐改性聚烯烃。0035 成。

37、水组分如本文所教导,某些断链催化剂仅在水存在时有效或甚至更有效(即,断链的速率和/或程度增加),并因此,活性清洗化合物可有利地包括含有一种或多种释放水的化合物的成水组分。当采用某些断链催化剂时,成水组分是任选的,只有当采用其它断链催化剂时才是必需的。优选地,活性清洗化合物包括成水组分。0036 如本文所使用的,成水组分可以是单一化合物,或可以包括多种化合物。例如,成水组分可包括一种或多种吸湿性的化合物;一种、两种或更多种反应(例如,在升温时和/或接触时)生成水的化合物;一种或多种其它携带非结合水的化合物(例如至少部分填充有水的微纤维);或其任意组合。可用于活性清洗化合物的吸湿性化合物包括含有结。

38、合水,且优选含有至少约5wt.%结合水的化合物。示范性的吸湿性化合物包括其中至少一些分子含有半个、一个、两个、三个、四个,或更多个水合水的化合物。0037 在不受限制的情况下,可采用的成水化合物包括氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸氢钠、碳酸氢钾、金属氯化物的水合物、金属硫酸盐水合物、金属硝酸盐水合物、金属硅酸盐水合物、金属碳酸盐水合物,或其任意组合。可采用的优选成水化合物包括氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化钙水合物(CaCl2nH2O,例如,n=1、2、4、6)、氯化钡水合物(BaCl2H2O)、十水硫酸钠(Na2SO4nH2O)、硫酸镁水合物(MgSO4nH2O,例如,n=1、6、7、1。

39、2)、硫酸锰水合物(MnSO4nH2O,例如,n=1、4、5、7)、硫酸钙水合物(CaSO4nH2O,例如,n=0.5、2)、硫酸铝水合物(Al2(SO4)3nH2O,例如,n=6、10、16、18、27)、硫酸铝铵水合物(NH4)Al(SO4)2H2O)、硫酸铝钾水合物(KAl(SO4)2nH2O,例如,n=6、8、12)、硝酸镁水合物(Mg(NO3)2nH2O,例如,n=2、6)、硝酸铝水合物(Al(NO3)3nH2O,例如,n=6、8、9)、四水合硝酸钙(Ca(NO3)2H2O)、硅酸钠水合物(Na2SiO3nH2O,例如,n=5、6、8、9)、碳酸钠水合物(Na2CO3nH2O,例如,。

40、n=1、7、10)、碳酸镁水合物(MgCO3nH2O,例如,n=1、3、5),或其任意组合。0038 受热时(例如,达到成水化合物释放其结合水时的温度),成水组分优选释放基于成水组分总重量的至少约5wt.% 的水,更优选至少约20wt.%的水,以及最优选至少约说 明 书CN 102712124 A7/14页1040wt.%的水。0039 如采用成水化合物,基于活性清洗化合物的总重量,成水化合物以大于约0.1wt.%,优选大于约0.2 wt.%,更优选大于约0.4 wt.%,最优选大于约1.0 wt.%的浓度存在于活性清洗化合物中。如果采用成水化合物,基于活性清洗化合物的总重量,成水化合物以小于。

41、约40wt.%,优选小于约20wt.%,以及更优选小于约15wt.%,以及最优选小于约10wt.%的浓度存在于活性清洗化合物中。0040 如果采用成水化合物,基于活性清洗化合物的总重量,成水化合物可产生至少约0.005wt.%的水,优选至少约0.010wt.%的水,更优选至少约0.02wt.%的水,以及最优选至少约0.1wt.%的水。如果采用成水化合物,基于活性清洗化合物的总重量,成水化合物通常会产生小于约10wt.%的水,更通常小于约5wt.%的水,以及最通常小于约2wt.%的水。0041 成水组分可分散于聚合物载体组分中,成水组分可分散于聚合物载体组分的第二部分中,或成水组分的单独部分可存。

42、在于聚合物载体组分的两个、三个或更多个不同的部分中。0042 一种或多种断链催化剂、聚合物载体组分的一种或多种聚合物以及任选的一种或多种成水化合物的总浓度基于活性清洗化合物的总重量可大于约40wt.%,优选大于约70wt.%,更优选大于约85wt.%,甚至更优选大于约90wt.%,以及最优选大于约95wt.%(例如,大于约98wt%)。0043 任选的其它成分根据本文的教导,活性清洗化合物还可包括一种或多种填充剂和/或其它本领域已知的添加剂,例如热稳定剂、加工助剂、防粘连剂、抗静电剂、偶联剂、抗氧化剂、滑润剂、色素、起泡剂、表面活性剂,增塑剂等,每一种均以不会对本发明的效果造成不良影响的量存在。

43、。0044 例如,根据本文教导的活性清洗化合物还可包括一种或多种本领域已知的其它添加剂,以促进聚合物加工设备的清洗(包括但不限于研磨无机粉体或其它例如硅、二氧化钛、碳酸钙及其混合物的研磨无机材料、起泡剂、表面活性剂、增塑剂,或其任意组合)。在本发明的一个方面,活性清洗化合物最好包括一种、两种、三种或更多种选自研磨无机材料、发泡剂、表面活性剂和增塑剂的添加剂。0045 活性清洗化合物优选是稳定的,活性清洗化合物的聚合物载体组分在通常的加工条件下,基本上不与活性清洗化合物的断链催化剂组分或其它成分反应。例如,将活性清洗化合物加热至比聚合物载体组分的熔融峰温度高约25的温度,加热约30分钟,聚合物载。

44、体组分(例如,第一聚合载体组分)的聚合物的重量平均分子量(例如按照ASTM D5296-05测定)与热处理前聚合物的重量平均分子量相比,优选改变(例如,增加或减少)小于约20%,更优选小于约10wt.%,以及最优选小于约5wt.%。0046 制备活性清洗化合物的方法可通过混合聚合物载体组分、断链催化剂组分、成水组分(如果采用)得到混合物(例如,通常为均匀的混合物)来制备活性清洗化合物。为此,可使用提供热、剪切力或其两者的聚合物加工设备(例如密闭式混合机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、碾磨机等在聚合物复合领域已知的聚合物加工设备)来混合这些组分。可将均质后的活性清洗化合物挤压、造粒或以其它方式切成颗粒(例如,微丸、微粒、棒、粉末或其它颗粒)。0047 制备活性清洗化合物的方法还可包括以下一种步骤或其任意组合:干混两种或更说 明 书CN 102712124 A10。

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