АДДИТИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ И ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ ЕЕ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ
ADDITIVE COMPOSITION AND METHOD FOR PRODUCING A POLYMER COMPOSITION USING SAID COMPOSITION

Область техники настоящего изобретения
[0001] Настоящая заявка относится к аддитивным композициям, подходящим для применения в качестве кристаллических зародышеобразующих веществ для полимеров, к способам получения полимерных композиций с применением таких аддитивных композиций и к полимерным композициям, полученным с применением таких способов.
Уровень техники настоящего изобретения
[0002] В технике известен ряд зародышеобразующих веществ для термопластических полимеров. Указанные зародышеобразующие вещества обычно функционируют в целях образования зародышей или обеспечения центров для образования и/или роста кристаллов в термопластическом полимере в процессе его затвердевания из расплавленного состояния. Зародыши или центры, которые обеспечивает зародышеобразующее вещество, допускают образование кристаллов в объеме охлаждаемого полимера при более высокой температуре и/или при более высокой скорости, чем в случае образования кристаллов в чистом термопластическом полимере, в котором отсутствует зародышеобразующее вещество. Указанные эффекты могут затем обеспечивать обработку содержащей зародышеобразующее вещество термопластической полимерной композиции в течение циклов, которые являются менее продолжительными, чем в случае чистого термопластического полимера, в котором отсутствует зародышеобразующее вещество.
[0003] Хотя полимерные зародышеобразующие вещества могут функционировать аналогичным образом, не все созданные зародышеобразующие вещества производят одинаковое действие. Например, конкретное зародышеобразующее вещество может быть весьма эффективным при увеличении максимальной температуры перекристаллизации полимера для термопластического полимера, но высокая скорость кристаллизации, которую индуцирует такое зародышеобразующее вещество, может вызывать неоднородное (анизотропное) сжатие формованного изделия, изготовленного из термопластической полимерной композиции, содержащей зародышеобразующее вещество. Такое зародышеобразующее вещество также может оказаться неэффективным для увеличения жесткости формованного изделия в желательной степени.
[0004] Учитывая сложное соотношение указанных свойств и тот факт, что многие зародышеобразующие вещества могут не проявлять оптимальное поведение по меньшей мере в одном отношении, сохраняется потребность в зародышеобразующих веществах, которые являются пригодными для получения термопластических полимерных композиций, проявляющих в более желательном сочетании высокую максимальную температуру перекристаллизации полимера, низкое и изотропное сжатие и высокую жесткость. Аддитивные композиции, полимерные композиции и способы их получения, которые описаны в настоящем документе, предназначены для удовлетворения этой потребности.
Сущность настоящего изобретения
[0005] Согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения предложена аддитивная композиция, содержащая одну или более солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, причем среди солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, присутствующих в аддитивной композиции, 25 мол.% или более представляют собой моногидрат цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция. Аддитивная композиция предпочтительно имеет гравиметрическое содержание воды, составляющее около 20% или менее.
[0006] Согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения предложен способ получения полимерной композиции, причем способ включает следующие стадии: (а) предоставление термопластического полимера, причем термопластический полимер имеет температуру плавления; (b) предоставление аддитивной композиции, которая описана выше; (с) объединение термопластического полимера и аддитивной композиции с получением смеси; (d) нагревание смеси до температуры выше температуры плавления термопластического полимера с получением расплавленной смеси; и (е) уменьшение температуры расплавленной смеси до температуры ниже температуры плавления термопластического полимера с получением в результате этого полимерной композиции.
Подробное описание настоящего изобретения
8
10
4
2
8
10
4
[0007] Согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения предложена аддитивная композиция, содержащая одну или более солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция. Предпочтительно аддитивная композиция содержит моногидрат цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция (т.е. CaCHO⋅1HO) и одну или более дополнительных солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, таких как безводный цис-1,2-циклогександикарбоксилат кальция (т.е. CaCHO).
[0008] Моногидрат цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция может присутствовать в аддитивной композиции в любом подходящем количестве. Согласно одному варианту осуществления количество моногидрата цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция может быть выражено как процентное содержание полного количества солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, которые присутствуют в аддитивной композиции. Согласно такому варианту осуществления среди солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, присутствующих в аддитивной композиции, 25 мол. % или более предпочтительно представляют собой моногидрат цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция. Предпочтительнее моногидрат цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция составляет около 33 мол. % или более, около 50 мол. % или более, около 75 мол. % или более, около 90 мол. % или более, или около 95 мол. % или более солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, присутствующих в аддитивной композиции.
[0009] Хотя аддитивная композиция содержит гидратированную соль цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, аддитивная композиция предпочтительно содержит ограниченное количество воды. Предпочтительно аддитивная композиция имеет гравиметрическое содержание воды, составляющее около 20% или менее. Предпочтительнее аддитивная композиция имеет гравиметрическое содержание воды, составляющее около 15% или менее, или около 10% или менее. Поскольку аддитивная композиция содержит некоторое количество моногидрата цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, гравиметрическое содержание воды в аддитивной композиции является выше нуля. Соответственно, согласно предпочтительному варианту осуществления аддитивная композиция имеет гравиметрическое содержание воды, составляющее около 2% или более. Согласно другим предпочтительным вариантам осуществления аддитивная композиция имеет гравиметрическое содержание воды, составляющее около 3% или более, около 4% или более, около 5% или более, около 6% или более, или около 7% или более. Таким образом, согласно последовательно предпочтительным вариантам осуществления аддитивная композиция предпочтительно имеет гравиметрическое содержание воды, составляющее от 2% до около 20% (например, от около 2% до около 15% или от около 2% до около 10%), от около 3% до около 20% (например, от около 3% до около 15% или от около 3% до около 10%), от около 4% до около 20% (например, от около 4% до около 15% или от около 4% до около 10%), от около 5% до около 20% (например, от около 5% до около 15% или от около 5% до около 10%), от около 6% до около 20% (например, от около 6% до около 15% или от около 6% до около 10%), или от около 7% до около 20% (например, от около 7% до около 15% или от около 7% до около 10%).
[0010] Помимо описанных выше солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, аддитивная композиция может содержать дополнительные компоненты. Подходящие дополнительные компоненты представляют собой, но без ограничения, антиоксиданты (например, фенольные антиоксиданты, фосфитные антиоксиданты и их сочетания), препятствующие слипанию вещества (например, аморфный диоксид кремния и диатомит), пигменты (например, органические пигменты и неорганические пигменты) и другие красящие вещества (например, красители и полимерные красящие вещества), наполнители и армирующие вещества (например, стекло, стеклянные волокна, тальк, карбонат кальция и нитевидные кристаллы оксисульфата магния), зародышеобразующие вещества, осветляющие вещества, нейтрализаторы кислотности (например, нейтрализаторы кислотности типа гидротальцита [например, DHT-4A от компании Kisuma Chemicals], соли металлов и жирных кислот [например, соли металлов и стеариновой кислоты] и соли металлов и сложных эфиров жирных кислот [например, лактилатные соли]), полимерные технологические добавки (например, полимерные технологические добавки на основе фторированных полимеров), полимерные сшивающие вещества, снижающие трение вещества (например, соединения на основе амидов жирных кислот, получаемые в результате реакции жирной кислоты и аммиака или содержащего аминогруппы соединения), соединения на основе сложных эфиров жирных кислот (например, соединения на основе сложных эфиров жирных кислот, получаемые в результате реакции жирной кислоты и содержащего гидроксильные группы соединения, такого как глицерин, диглицерин и их сочетания) и сочетания перечисленных выше веществ.
6
8
28
12
22
8
28
12
22
[0011] Согласно предпочтительному варианту осуществления аддитивная композиция дополнительно содержит соль металла и жирной кислоты. Подходящие соли металлов и жирных кислот представляют собой, но без ограничения, соли, которые образуют насыщенные и ненасыщенные (в том числе мононенасыщенные и полиненасыщенные) жирные кислоты (например, жирные кислоты С или высшие жирные кислоты) и сложные эфиры таких насыщенных и ненасыщенных жирных кислот (например, сложные эфиры молочной кислоты или полимолочной кислоты). Согласно предпочтительному варианту осуществления жирная кислота выбрана из группы, которую составляют насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты С-С, предпочтительнее насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты С-С. Предпочтительнее жирная кислота выбрана из группы, которую составляют насыщенные жирные кислоты С-С, еще предпочтительнее насыщенные жирные кислоты С-С. Согласно более конкретному предпочтительному варианту осуществления аддитивная композиция содержит по меньшей мере одну соль металла и жирной кислоты, выбранную из группы, которую составляют соли лауриновой кислоты, соли миристиновой кислоты, соли пальмитиновой кислоты, соли стеариновой кислоты (например, соли стеариновой кислоты и соли 12-гидроксистеариновой кислоты), соли арахиновой (эйкозановой) кислоты, соли бегеновой кислоты, лактилатные соли и их смеси. Согласно предпочтительному варианту осуществления аддитивная композиция содержит по меньшей мере одну соль металла и жирной кислоты, выбранную из группы, которую составляют соли миристиновой кислоты, соли пальмитиновой кислоты, соли стеариновой кислоты и их смеси. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления аддитивная композиция содержит по меньшей мере одну соль металла и жирной кислоты, выбранную из группы, которую составляют соли миристиновой кислоты, соли стеариновой кислоты и их смеси. Предпочтительнее аддитивная композиция содержит соль металла и стеариновой кислоты. Описанные выше соли металлов и жирных кислот как правило, получают из природных источников, и, таким образом, они содержат смесь солей жирных кислот, имеющих углеродные цепи различной длины. Например, продукт, продаваемый как соль стеариновой кислоты, может содержать в ощутимых количествах соли пальмитиновой кислоты и/или соли арахиновой кислоты. Кроме того, распределение различных солей жирных кислот в составе продукта может варьироваться в зависимости от конкретного источника, используемого для получения продукта. Таким образом, при упоминании в настоящей заявке соли металла конкретной жирной кислоты не предусмотрено, что эта соль представляет собой исключительно чистую соль жирной кислоты. Напротив, при упоминании конкретной соли жирной кислоты также подразумеваются товарные продукты, продаваемые в качестве указанной конкретной соли жирной кислоты, даже если такие продукты также содержат в измеримых количествах соли жирных кислот, имеющих углеродные цепи такой же длины.
[0012] Соль жирной кислоты может содержать любой подходящий противоион, чтобы уравновешивать заряд аниона жирной кислоты. Как отмечено выше, противоион предпочтительно представляет собой катион металла. Согласно предпочтительному варианту осуществления соль металла и жирной кислоты содержит катион, выбранный из группы, которую составляют катионы щелочных металлов, катионы щелочноземельных металлов и катионы элементов группы 12. Предпочтительнее соль металла и жирной кислоты содержит катион, выбранный из группы, которую составляют катионы элементов группы 12. Предпочтительнее соль металла и жирной кислоты содержит катион цинка, представляющий собой катион цинка(II).
[0013] Соль жирной кислоты может присутствовать в аддитивной композиции в любом подходящем количестве. Согласно предпочтительному варианту осуществления соль жирной кислоты присутствует в аддитивной композиции в количестве, составляющем около 1 части или более на 19 частей (по массе) солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, присутствующих в аддитивной композиции. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления соль жирной кислоты присутствует в аддитивной композиции в количестве, составляющем около 1 части или более на 9 частей, около 1 части или более на 4 части, около 1 части или более на 3 части, около 3 частей или более на 7 частей, или около 1 части или более на 2 части (по массе) солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, присутствующих в аддитивной композиции. Соль жирной кислоты предпочтительно присутствует в аддитивной композиции в количестве, составляющем около 9 частей или менее на 1 часть, около 4 частей или менее на 1 часть, около 3 частей или менее на 1 часть, около 7 частей или менее на 3 части, около 3 частей или менее на 2 части, около 1 части или менее на 1 часть, или около 2 частей или менее на 3 части (по массе) солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, присутствующих в аддитивной композиции. Таким образом, согласно последовательно предпочтительным вариантам осуществления соль жирной кислоты и соли цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция присутствуют в аддитивной композиции в соотношениях, составляющих от около 1:19 до около 9:1, от около 1:9 до около 4:1, от около 1:4 до около 3:1, от около 3:7 до около 7:3, от около 1:2 до около 3:2, от около 1:2 до около 1:1 или от около 1:2 до около 2:3 (соотношения выражены как соотношения частей по массе соли жирной кислоты и частей по массе солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция). Предпочтительно соль жирной кислоты присутствует в аддитивной композиции в количестве, составляющем около 1 части на 2 части солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, присутствующих в аддитивной композиции.
[0014] Как отмечено выше, аддитивная композиция считается особенно хорошо подходящей для применения в качестве зародышеобразующего вещества для термопластических полимеров, в частности, полиолефинов, таких как полипропилен. Согласно наблюдениям полимерные композиции, изготовленные с применением описанной выше аддитивной композиции, проявляют в сочетании желательные физические свойства. Например, полимерные композиции (например, полипропиленовые полимерные композиции), изготовленные с применением аддитивной композиции согласно настоящему изобретению, могут проявлять максимальные температуры перекристаллизации полимера, превышающие 124°С, что представляет собой достаточно высокую температуру, чтобы значительно сокращать продолжительность цикла в некоторых операциях формования. Указанные полимерные композиции также проявляют относительно высокую жесткость по сравнению с полимерными композициями, для зародышеобразования которых используются аддитивные композиции, в которых не присутствует в значительном количестве моногидрат цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция. Кроме того, полимерные композиции (например, полипропиленовые полимерные композиции), изготовленные с применением аддитивной композиции согласно настоящему изобретению, проявляют меньшую усадку в машинном и поперечном направлениях, чем аналогичные полимерные композиции, для зародышеобразования которых используются аддитивные композиции, в которых не присутствует в значительном количестве моногидрат цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция. Кроме того, полимерные композиции, изготовленные с применением аддитивной композиции согласно настоящему изобретению, проявляют усадку с большей степенью изотропии, и это означает, что изделие, изготовленное из полимерной композиции, обладает большей устойчивостью размеров и проявляют меньшую степень деформации при воздействии изменения температуры. Обычно считается, что меньшая усадка представляет собой желательный признак, поскольку усадка полимерной композиции непосредственно связана с тепловым расширением полимерной композиции при нагревании. Тепловое расширение полимерной композиции представляет собой особую проблему в приложениях, в которых на полимерную композицию будут воздействовать значительные изменения температуры, таких как детали отделки автомобилей (например, автомобильные бамперы). В таких приложениях тепловое расширение изделия необходимо строго регулировать, чтобы предотвращать коробление, деформацию или соударение изделия с соседними металлическими деталями в условиях высокой температуры.
[0015] Таким образом, согласно второму вариант осуществления настоящего изобретения предложен способ получения полимерной композиция. Способ включает следующие стадии: (а) предоставление термопластического полимера, причем термопластический полимер имеет температуру плавления; (b) предоставление аддитивной композиции, которая описана выше; (с) объединение термопластического полимера и аддитивной композиции с получением смеси; (d) нагревание смеси до температуры выше температуры плавления термопластического полимера с получением расплавленной смеси; и (е) уменьшение температуры расплавленной смеси до температуры ниже температуры плавления термопластического полимера с получением в результате этого полимерной композиции.
[0016] В способе согласно настоящему изобретению может быть использован любой подходящий термопластический полимер. Предпочтительно термопластический полимер представляет собой полиолефин. Полиолефиновый полимер может представлять собой любой подходящий полиолефин, такой как полипропилен, полиэтилен, полибутилен, поли(4-метил-1-пентен) и поли(винилциклогексан). Согласно предпочтительному варианту осуществления термопластический полимер представляет собой полиолефин, выбранный из группы, которую составляют полипропиленовые гомополимеры (например, атактический полипропиленовый гомополимер, изотактический полипропиленовый гомополимер и синдиотактический полипропиленовый гомополимер), полипропиленовые сополимеры (например, полипропиленовые статистические сополимеры), полипропиленовые ударопрочные сополимеры и их смеси. Подходящие полипропиленовые сополимеры представляют собой, но без ограничения, статистические сополимеры, получаемые в результате полимеризации пропилена в присутствии сомономера, выбранного из группы, которую составляют этилен, бут-1-ен (т.е. 1-бутен) и гекс-1-ен (т.е. 1-гексен). В таких полипропиленовых статистических сополимеры, сомономер может присутствовать в любом подходящем количестве, но, как правило, он присутствует в количестве, составляющем менее чем около 10 мас. % (например, от около 1 до около 7 мас. %). Подходящие полипропиленовые ударопрочные сополимеры представляют собой, но без ограничения, сополимеры, получаемые посредством добавления сополимера, выбранного из группы, которую составляют этиленпропиленовый каучук (EPR), сополимер этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM), полиэтилен и пластомеры полипропиленового гомополимера или полипропиленового статистического сополимера. В таких полипропиленовых ударопрочных сополимерах сополимер может присутствовать в любом подходящем количестве, но, как правило, он присутствует в количестве, составляющем от около 5 до около 25 мас. %. Полиолефиновые полимеры, описанные выше, могут быть разветвленными или сшитыми, причем разветвление или сшивание возникает, например, в результате введения добавок, которые увеличивают прочность расплава полимера.
[0017] Согласно альтернативному варианту осуществления способа термопластический полимер может быть заменен или использован в сочетании с подходящим воском. Согласно такому варианту осуществления настоящего изобретения способ может быть использован для получения содержащей воск аддитивной композиции или маточной смеси, которая выступает в качестве носителя для соли цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция и предназначена для дополнительного введения полимера. Подходящие воски представляют собой, но без ограничения, воски, выбранные из группы, которую составляют воски животного происхождения, воски растительного происхождения, парафиновые воски, микрокристаллические воски, полиолефиновые воски, воски Фишера-Тропша и их смеси. На выбор подходящего воска для композиции могут влиять свойства полимера и/или полимерной композиции, в которую будет добавлена данная композиция. Например, воск предпочтительно имеет температуру плавления, которая составляет не более чем температура плавления целевого полимера или подлежащего зародышеобразованию полимера в целевой полимерной композиции. Это обеспечит плавление воска в течение обработки с получением жидкого расплава, который может быть тщательно и равномерно смешан с целевым полимером, который, в свою очередь, обеспечивает тщательное и равномерное диспергирование зародышеобразующего вещества в полимере. Таким образом, выбор подходящего воска для композиции может зависеть, по меньшей мере частично, от конкретного полимера, подлежащего зародышеобразованию, и температуры плавления этого полимера. Кроме того, выбор подходящего воска также может зависеть от одного или более приложений, для которых предназначен данный полимер. Например, если полимер предназначен для применения в изделиях, вступающих в контакт с пищевыми продуктами, воск предпочтительно представляет собой воск, который признан в качестве безопасного для применения в таких изделиях, вступающих в контакт с пищевыми продуктами.
[0018] Аддитивная композиция может быть объединена с термопластическим полимером в любом подходящем количестве. Предпочтительно аддитивная композиция присутствует в смеси в количестве, составляющем около 50 ч./млн или более по отношению к полной массе смеси. Предпочтительнее аддитивная композиция присутствует в смеси в количестве, составляющем около 100 ч./млн или более, около 200 ч./млн или более, около 250 ч./млн или более, около 300 ч./млн или более, около 400 ч./млн или более, или около 500 ч./млн или более по отношению к полной массе смеси. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления аддитивная композиция присутствует в смеси в количестве, составляющем около 10000 ч./млн или менее по отношению к полной массе смеси. Предпочтительнее аддитивная композиция присутствует в смеси в количестве, составляющем около 9000 ч./млн или менее, около 8000 ч./млн или менее, около 7000 ч./млн или менее, около 6000 ч./млн или менее, около 5000 ч./млн или менее, около 4000 ч./млн или менее, около 3000 ч./млн или менее, или около 2500 ч./млн или менее по отношению к полной массе смеси. Таким образом, согласно последовательно предпочтительным вариантам осуществления аддитивная композиция присутствует в смеси в количестве, составляющем от около 50 ч./млн до около 10000 ч./млн (например, от около 100 ч./млн до около 10000 ч./млн), от около 50 ч./млн до около 5000 ч./млн, от около 100 ч./млн до около 5000 ч./млн, от около 200 ч./млн до около 4000 ч./млн или от около 250 ч./млн до около 3000 ч./млн по отношению к полной массе смеси.
[0019] Согласно другому варианту осуществления полимерная композиция, получаемая данным способом, может представлять собой композицию маточной смеси, которая содержит относительно большое количество аддитивной композиции и предназначен для введения в дополнительный полимер в целях получения конечной полимерной композиции, имеющей желательный конечный уровень содержания аддитивной композиции. Согласно такому варианту осуществления аддитивная композиция может присутствовать в смеси в любом подходящем количестве. Согласно одному варианту осуществления аддитивная композиция предпочтительно присутствует в смеси в количестве, составляющем около 1 мас. % или более по отношению к полной массе смеси. Предпочтительнее аддитивная композиция присутствует в смеси в количестве, составляющем около 2 мас. % или более, около 3 мас. % или более, около 4 мас. % или более, или около 5 мас. % или более по отношению к полной массе смеси. Согласно такому варианту осуществления при получении композиции маточной смеси аддитивная композиция предпочтительно присутствует в смеси в количестве, составляющем около 50 мас. % или менее, около 40 мас. % или менее, около 30 мас. % или менее, около 20 мас. % или менее, около 15 мас. % или менее, или около 10 мас. % или менее по отношению к полной массе смеси. Таким образом, согласно последовательно предпочтительным вариантам осуществления получения композиции маточной смеси аддитивная композиция присутствует в смеси в количестве, составляющем от около 1 мас. % до около 50 мас. % (например, от около 1 мас. % до около 40 мас. %, от около 1 мас. % до около 30 мас. %, от около 1 мас. % до около 20 мас. %, от около 1 мас. % до около 15 мас. % или от около 1 мас. % до около 10 мас. %), от около 2 мас. % до около 50 мас. % (например, от около 2 мас. % до около 40 мас. %, от около 2 мас. % до около 30 мас. %, от около 2 мас. % до около 20 мас. %, от около 2 мас. % до около 15 мас. % или от около 2 мас. % до около 10 мас. %), от около 3 мас. % до около 50 мас. % (например, от около 3 мас. % до около 40 мас. %, от около 3 мас. % до около 30 мас. %, от около 3 мас. % до около 20 мас. %, от около 3 мас. % до около 15 мас. % или от около 3 мас. % до около 10 мас. %), от около 4 мас. % до около 50 мас. % (например, от около 4 мас. % до около 40 мас. %, от около 4 мас. % до около 30 мас. %, от около 4 мас. % до около 20 мас. %, от около 4 мас. % до около 15 мас. % или от около 4 мас. % до около 10 мас. %) или от около 5 мас. % до около 50 мас. % (например, от около 5 мас. % до около 40 мас. %, от около 5 мас. % до около 30 мас. %, от около 5 мас. % до около 20 мас. %, от около 5 мас. % до около 15 мас. % или от около 5 мас. % до около 10 мас. %) по отношению к полной массе смеси.
[0020] Считается, что в наибольшей степени зародышеобразующий эффект аддитивной композиции зависит от концентрации солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, которые присутствуют в смеси. Таким образом, количество аддитивной композиции, объединяемой с термопластическими полимером, может быть выражено, в качестве альтернативы, посредством указания концентрации солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция в смеси. Предпочтительно соли цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция присутствуют в смеси в количестве, составляющем около 50 ч./млн или более по отношению к полной массе смеси. Предпочтительнее соли цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция присутствуют в смеси в количестве, составляющем около 100 ч./млн или более, около 200 ч./млн или более, около 250 ч./млн или более, около 300 ч./млн или более, около 400 ч./млн или более, или около 500 ч./млн или более по отношению к полной массе смеси. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления соли цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция присутствуют в смеси в количестве, составляющем около 10000 ч./млн или менее по отношению к полной массе смеси. Предпочтительнее соли цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция присутствуют в смеси в количестве, составляющем около 9000 ч./млн или менее, около 8000 ч./млн или менее, около 7000 ч./млн или менее, около 6000 ч./млн или менее, около 5000 ч./млн или менее, около 4000 ч./млн или менее, около 3000 ч./млн или менее, или около 2500 ч./млн или менее по отношению к полной массе смеси. Таким образом, согласно последовательно предпочтительным вариантам осуществления соли цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция присутствуют в смеси в количестве, составляющем от около 50 ч./млн до около 10000 ч./млн (например, от около 100 ч./млн до около 10000 ч./млн), от около 50 ч./млн до около 5000 ч./млн, от около 100 ч./млн до около 5000 ч./млн (например, от около 100 ч./млн до около 4000 ч./млн, от около 100 ч./млн до около 3000 ч./млн, от около 100 до около 2500 ч./млн или от около 100 ч./млн до около 2000 ч./млн), от около 200 ч./млн до около 4000 ч./млн (например, от около 200 ч./млн до около 3000 ч./млн) или от около 250 ч./млн до около 3000 ч./млн по отношению к полной массе смеси.
[0021] Композиции маточной смеси, получаемые данным способом могут содержать любое подходящее количество солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция. Согласно одному варианту осуществления соли цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция предпочтительно присутствуют в смеси в количестве, составляющем около 0,5 мас. % или более по отношению к полной массе смеси. Предпочтительнее аддитивная композиция присутствует в смеси в количестве, составляющем около 1 мас. % или более, около 1,5 мас. % или более, около 2 мас. % или более, около 2,5 мас. % или более, около 3 мас. % или более, около 4 мас. % или более, или около 5 мас. % или более по отношению к полной массе смеси. Согласно такому варианту осуществления получения композиции маточной смеси соли цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция предпочтительно присутствуют в смеси в количестве, составляющем около 50 мас. % или менее, около 40 мас. % или менее, около 30 мас. % или менее, около 20 мас. % или менее, около 15 мас. % или менее, около 10 мас. % или менее, около 7,5 мас. % или менее, или около 5 мас. % или менее по отношению к полной массе смеси. Таким образом, согласно последовательно предпочтительным вариантам осуществления для получения композиции маточной смеси соли цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция присутствуют в смеси в количестве, составляющем от около 0,5 мас. % до около 50 мас. % (например, от около 0,5 мас. % до около 40 мас. %, от около 0,5 мас. % до около 30 мас. %, от около 0,5 мас. % до около 20 мас. %, от около 0,5 мас. % до около 15 мас. %, от около 0,5 мас. % до около 10 мас. %, от около 0,5 мас. % до около 7,5 мас. % или от около 0,5 мас. % до около 5 мас. %), от около 1 мас. % до около 50 мас. % (например, от около 1 мас. % до около 40 мас. %, от около 1 мас. % до около 30 мас. %, от около 1 мас. % до около 20 мас. %, от около 1 мас. % до около 15 мас. %, от около 1 мас. % до около 10 мас. %, от около 1 мас. % до около 7,5 мас. % или от около 1 мас. % до около 5 мас. %), от около 1,5 мас. % до около 50 мас. % (например, от около 1,5 мас. % до около 40 мас. %, от около 1,5 мас. % до около 30 мас. %, от около 1,5 мас. % до около 20 мас. %, от около 1,5 мас. % до около 15 мас. %, от около 1,5 мас. % до около 10 мас. %, от около 1,5 мас. % до около 7,5 мас. % или от около 1,5 мас. % до около 5 мас. %), около 2 мас. % до около 50 мас. % (например, от около 2 мас. % до около 40 мас. %, от около 2 мас. % до около 30 мас. %, от около 2 мас. % до около 20 мас. %, от около 2 мас. % до около 15 мас. %, от около 2 мас. % до около 10 мас. %, от около 2 мас. % до около 7,5 мас. % или от около 2 мас. % до около 5 мас. %), от около 2,5 мас. % до около 50 мас. % (например, от около 2,5 мас. % до около 40 мас. %, от около 2,5 мас. % до около 30 мас. %, от около 2,5 мас. % до около 20 мас. %, от около 2,5 мас. % до около 15 мас. %, от около 2,5 мас. % до около 10 мас. %, от около 2,5 мас. % до около 7,5 мас. % или от около 2,5 мас. % до около 5 мас. %), от около 3 мас. % до около 50 мас. % (например, от около 3 мас. % до около 40 мас. %, от около 3 мас. % до около 30 мас. %, от около 3 мас. % до около 20 мас. %, от около 3 мас. % до около 15 мас. %, от около 3 мас. % до около 10 мас. %, от около 3 мас. % до около 7,5 мас. % или от около 3 мас. % до около 5 мас. %), от около 4 мас. % до около 50 мас. % (например, от около 4 мас. % до около 40 мас. %, от около 4 мас. % до около 30 мас. %, от около 4 мас. % до около 20 мас. %, от около 4 мас. % до около 15 мас. %, от около 4 мас. % до около 10 мас. %, от около 4 мас. % до около 7,5 мас. % или от около 4 мас. % до около 5 мас. %) или от около 5 мас. % до около 50 мас. % (например, от около 5 мас. % до около 40 мас. %, от около 5 мас. % до около 30 мас. %, от около 5 мас. % до около 20 мас. %, от около 5 мас. % до около 15 мас. %, от около 5 мас. % до около 10 мас. %, от около 5 мас. % до около 7,5 мас. % или от около 5 мас. % до около 5 мас. %) по отношению к полной массе смеси.
[0022] Помимо аддитивной композиции, которая описана выше, полимерная композиция, получаемая данным способом, может содержать дополнительные компоненты. Подходящие дополнительные компоненты представляют собой, но без ограничения, антиоксиданты (например, фенольные антиоксиданты, фосфитные антиоксиданты и их сочетания), препятствующие слипанию вещества (например, аморфный диоксид кремния и диатомит), пигменты (например, органические пигменты и неорганические пигменты) и другие красящие вещества (например, красители и полимерные красящие вещества), наполнители и армирующие вещества (например, стекло, стеклянные волокна, тальк, карбонат кальция и нитевидные кристаллы оксисульфата магния), зародышеобразующие вещества, осветляющие вещества, нейтрализаторы кислотности (например, нейтрализаторы кислотности типа гидротальцита [например, DHT-4A от компании Kisuma Chemicals], соли металлов и жирных кислот [например, соли металлов и стеариновой кислоты] и соли металлов и сложных эфиров жирных кислот [например, лактилатные соли]), полимерные технологические добавки (например, полимерные технологические добавки на основе фторированных полимеров), полимерные сшивающие вещества, снижающие трение вещества (например, соединения на основе амидов жирных кислот, получаемые в результате реакции жирной кислоты и аммиака или содержащего аминогруппы соединения), соединения на основе сложных эфиров жирных кислот (например, соединения на основе сложных эфиров жирных кислот, получаемые в результате реакции жирной кислоты и содержащего гидроксильные группы соединения, такого как глицерин, диглицерин и их сочетания) и сочетания перечисленных выше веществ.
[0023] Авторы считают, что полимерная композиция, получаемая способом, который описан в настоящем документе, является подходящей для применения в получении разнообразных термопластических изделий. Из полимерной композиции может быть сформовано желательное термопластическое изделие с применением любой подходящей технологии, такой как инжекционное формование, инжекционное ротационное формование, раздувное формование (например, инжекционное раздувное формование, инжекционное раздувное формование с растяжением, экструзионное раздувное формование или компрессионное раздувное формование), экструзия (например, листовая экструзия, пленочная экструзия, плоскощелевая пленочная экструзия или пенная экструзия), термоформование, ротационное формование, раздув пленок (раздувных пленок), литье пленок (литых пленок) и т.д.
[0024] Полимерная композиция, получаемая способом, который описан в настоящем документе, может быть использована для получения любого подходящего изделия или продукта. Подходящие изделия представляют собой, но без ограничения, медицинские устройства (например, предварительно наполненные шприцы для автоклавных приложений, контейнеры для внутривенных препаратов и устройства для сбора крови), упаковки для пищевых продуктов, контейнеры для жидкостей (например, контейнеры для напитков, медицинских препаратов, композиций для личного ухода, шампуней и т.д.), предметы одежды, пригодные для микроволновой обработки изделий, стеллажи, дверцы шкафов, механические изделия, автомобильные детали, листы, трубы, трубки, изготовленные ротационным формованием изделия, изготовленные раздувным формованием изделия, пленки, волокна и т.д.
[0025] В следующих примерах дополнительно проиллюстрирован объект настоящего изобретения, описанного выше, но, разумеется, эти примеры не следует истолковывать как ограничивающие каким-либо образом объем настоящего изобретения.
Пример 1
[0026] В этом примере продемонстрировано улучшение физических свойств, достигаемое с применением аддитивной композиции согласно настоящему изобретению.
[0027] Полимерные композиции получали, помещая указанные навески добавок в партии, содержащие 3 кг порошка полипропиленового гомополимера Pro-fax 6301 (LyondellBasell), осуществляя высокоинтенсивное перемешивание объединенных ингредиентов и экструдируя получаемую в результате смесь в форме гранул на одношнековом экструдере. Каждая полимерная композиция содержала 500 ч./млн Irganox 1010 (BASF), 1000 ч./млн вторичного антиоксиданта Irgafos 168 (BASF) и 400 ч./млн стеарата кальция в качестве нейтрализатора кислотности. За исключением контрольной полимерной композиции, каждая полимерная композиция также содержала безводный цис-1,2-циклогександикарбоксилат кальция или моногидрат цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция в количествах, указанных ниже в таблице 1. Полученные в результате гранулы подвергали инжекционному формованию, получая исследуемые образцы для исследования физических свойств. В частности, полимерные композиции исследовали, определяя максимальную температуру перекристаллизации полимера, процентную степени мутности в соответствии со стандартом ASTM D1003 (пластинки толщиной 50 мил), модуль изгиба в соответствии со стандартом ASTM D790, модуль упругости по хорде в соответствии со стандартом ISO 178 и соотношение усадки в машинном направлении и поперечном направлении в соответствии со стандартом ISO 294.
[0028] Как можно видеть на основании данных в таблице 2, образцы 1С, 1D, 1F и 1G (все из которых содержат моногидрат цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция) проявляли более высокую максимальную температуру перекристаллизации полимера, чем образец 1А (который содержит безводный цис-1,2-циклогександикарбоксилат кальция). Например, образец 1С проявлял максимальную температуру перекристаллизации полимера, которая была выше на один градус Цельсия, чем у образца 1А, что заслуживает внимания, если учитывать тот факт, что образец 1С содержал только половину количества (по массе) солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция по сравнению с образцом 1А. (По существу, молярное количество моногидрата цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция составляет даже менее половины вследствие более высокой молекулярной массы моногидрата цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция.) Эти данные показывают, что моногидрат цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция представляет собой более эффективное зародышеобразующее вещество, чем безводный цис-1,2-циклогександикарбоксилат кальция. Кроме того, указанные различия температуры перекристаллизации полимера являются значительными при работе с пластическими материалами, потому что повышенная температура кристаллизации позволяет раньше выдавливать изделия из форм, в результате чего уменьшается продолжительность производственного цикла, и увеличивается производительность.
[0029] Как можно видеть на основании данных в таблице 3, все образцы 1D-1H проявляли значительно более высокие значения секущего модуля упругости и модуля упругости по хорде по сравнению с образцами 1А и 1В. Например, образец 1D проявлял секущий модуль упругости, который был выше на около 20 МПа, и модуль упругости по хорде, который был выше на около 30 МПа выше, чем в случае образца 1А. Образец 1Е проявлял секущий модуль упругости, который был выше на около 30 МПа, по сравнению с образцом 1В. Кроме того, образец 1С проявлял секущий модуль упругости и модуль упругости по хорде, которые были приблизительно равными соответствующим значениям, проявляемым образцом 1А. Как отмечено выше, это заслуживает внимания с учетом меньшего количества присутствующих в образце 1С солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция по сравнению с образцом 1А. И здесь, по мнению заявителя, эти данные показывают, что моногидрат цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция представляет собой более эффективное зародышеобразующее вещество, чем безводный цис-1,2-циклогександикарбоксилат кальция.
[0030] Как отмечено в приведенном выше подробном описании, усадка полимерной композиции представляет собой важный фактор для принятия решения об изготовлении изделий из полимерной композиции. Полимерные композиции, которые характеризует значительная степень усадки или неоднородная (анизотропная) усадка, могут проявлять нежелательное коробление или деформацию при формовании изделий. Даже если такие изделия не подвергаются короблению или деформации немедленно после формования, остаточные напряжения, присутствующие в изделиях в результате усадки, могут неблагоприятным образом воздействовать на их эксплуатационные характеристики в предназначенном для них применении. Кроме того, как отмечено выше, усадка также находится в корреляции с тепловым расширением, причем полимерные композиции/изделия, проявляющие низкую усадку, также проявляют низкое тепловое расширение.
[0031] Как можно видеть из данных, представленных в таблице 4, все из полимерных композиций, полученных с применением моногидрата цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция (образцы 1С-1Н), проявляли меньшую усадку в машинном направлении, чем полимерные композиции, полученные с применением безводного цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция (образцы 1А и 1В). Кроме того, за исключением образца 1С, все из полимерных композиций, полученных с применением моногидрата цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, проявляли меньшую усадку в поперечном направлении, чем полимерные композиции, полученные с применением безводного цис-1,2-циклогександикарбоксилат кальция (образцы 1А и 1В). Как отмечено выше, эксплуатационные характеристики образца 1С являются превосходными, несмотря на меньшее количество солей цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, присутствующих в образце 1С, по сравнению с образцом 1А. Кроме того, улучшенная усадка образцов 1С-1Н не происходила за счет меньшей степени изотропии. Хотя изотропия образцов 1C-1G оказалась ниже, чем изотропия образцов 1А и 1В, эти значения все же являются достаточно близкими к такому уровню, чтобы считать образцы практически изотропными. Эти данные показывают, что моногидрат цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция представляет собой эффективное зародышеобразующее вещество, которое обеспечивает ощутимое уменьшение усадки полимера как в машинном направлении и в поперечном направлении (даже по отношению к аналогичным полимерным композициям, содержащим безводный цис-1,2-циклогександикарбоксилат кальция). Эти данные также показывают, что указанная уменьшенная усадка остается практически изотропной. Наконец, проявляющие уменьшенную усадку полимерные композиции, полученные с применением моногидрата цис-1,2-циклогександикарбоксилата кальция, должны также проявлять значительно меньшее тепловое расширение, чем не модифицированная смола или аналогичные полимерные композиции, содержащие безводный цис-1,2-циклогександикарбоксилат кальция. Таким образом, авторы считают, что аддитивная композиция согласно настоящему изобретению является особенно хорошо подходящей для применения в изделиях, в которых требуются детали, сохраняющие устойчивость размеров при изменении температуры, такие как детали отделки автомобилей (например, бамперы).
[0032] Все документы, в том числе публикации, патентные заявки и патенты, процитированные в настоящем документе, включены в него посредством ссылки в такой степени, как если бы каждый документ индивидуально и конкретно был указан как включенный посредством ссылки и был приведен во всей своей полноте в настоящем документе.
[0033] Применяемые в контексте описания объекта изобретения согласно настоящей заявке (в частности, в контексте приведенной ниже формулы изобретения) грамматические формы единственного числа и аналогичных форм следует истолковывать как означающие единственное и множественное число, если иное условие не указано в настоящем документе, или если это очевидно не противоречит контексту. Термины «включающий», «имеющий», «охватывающий» и «содержащий» следует истолковывать как неограничительные термины (т.е. означающие «включающий, но не ограниченный»), если не указано иное условие. Представление диапазонов значений в настоящем документе предназначено лишь в качестве способа краткого индивидуального определения каждого отдельного значения, находящегося в пределах данного диапазона, если иное условие не указано в настоящем документе, и каждое отдельное значение включено в описание настоящего изобретения, как если бы оно было индивидуально представлено в настоящем документе. Все способы, описанные в настоящем документе, могут быть осуществлены в любой подходящей последовательности, если иное условие не указано в настоящем документе, или если это очевидно не противоречит контексту на иных основаниях. Использование любых и всех примеров или означающих примеры выражений (например, «такой как»), которые приведены в настоящем документе, предназначено исключительно для лучшей иллюстрации объекта изобретения согласно настоящей заявке и не устанавливает никакого ограничения в отношении объема объекта настоящего изобретения, если не указано иное условие. Никакое выражение в описании настоящего изобретения не следует истолковывать как указывающее, что какой-либо незаявленный элемент является обязательным для практической реализации объекта изобретения, описанного в настоящем документе.
[0034] В настоящем документе описаны предпочтительные варианты осуществления объекта изобретения согласно настоящей заявке, в том числе наилучший вариант осуществления, известный авторам настоящего изобретения и предназначенный для реализации заявленного объекта настоящего изобретения. Видоизменения этих предпочтительных вариантов осуществления могут становиться очевидными для обычных специалистов в данной области техники после ознакомления с приведенным выше описание. Авторы настоящего изобретения предполагают, что специалисты в данной области техники смогут использовать такие видоизменения соответствующим образом, и авторы настоящего изобретения предназначили объект изобретения, описанного в настоящем документе, для практической реализации иным образом, чем конкретно описано в настоящем документе. Соответственно, настоящее раскрытие включает все модификации и эквиваленты объекта настоящего изобретения, представленного в прилагаемой к настоящему описанию формуле изобретения, насколько это разрешено в соответствии с действующим законодательством. Кроме того, настоящее изобретение охватывает любое сочетание описанных выше элементов во всех возможных соответствующих видоизменениях, если иное условие не указано в настоящем документе, или это очевидно не противоречит контексту на иных основаниях.