專利名稱：通過添加高分子量的費托蠟改進聚合物的熔體流動的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及聚合物加工的改進。更具體地，本發明涉及聚合物組合物，通過在原料聚合物中摻入新型加工助劑，所述組合物具有增強的熔體流動，同時保留了原料聚合物的彎曲強度和硬度。
背景技術：
在模塑、擠出、壓延、片材成型或其它由固相聚合物制造成型的制品中使用加工助劑在實際應用中是最重要的。在通過擠出技術形成成型制品過程中，例如將加工助劑添加到原料聚合物中，以增加聚合物的熔體流動指數，降低擠出聚合物所要求的能量并使產量增加，從而改進擠出加工的經濟性。另一方面，加工助劑常有害地影響由聚合物制造的制品的機械性能，因此聚合物制造商繼續需要新的和改進的加工助劑，該加工助劑對最終制品的機械性能具有較少的影響。實際上，對于本領域的技術人員來說，改進聚合物的熔體流動指數，同時保留聚合物的彎曲強度和硬度是所需的。
發明概述本發明一方面包括一種聚合物組合物，其具有與費托衍生的蠟(F-T蠟)共混的主要量的原料聚合物或聚合物混合物，而費托衍生的蠟的用量足以增加原料聚合物的熔體流動指數，同時基本上保留原料聚合物或聚合物混合物的彎曲強度和硬度。
本發明另一方面包括通過將費托衍生的蠟(F-T蠟)與聚合物或聚合物混合物混合，其中費托衍生的蠟的用量足以增加聚合物的熔體流動指數，同時基本上保留其彎曲強度和硬度，從而改進聚合物或聚合物混合物的熔體流動，同時基本上保留聚合物或聚合物混合物的彎曲強度和硬度的方法。
附圖的簡要說明

圖1-3是證明根據本發明，使用F-T蠟作為加工助劑的有益效果的柱狀圖表。
發明詳述在本發明組合物中使用的原料聚合物是通過向聚合物或聚合物混合物施加熱、壓力或二者，而適于形成硬質成型制品的熱塑性聚合物或其混合物。這種加工技術的實例包括注塑、吹塑、擠出、壓延、片材成型等。合適的聚合物的實例包括聚烯烴、尼龍、聚酯和聚碳酸酯。特別優選的聚合物是半結晶聚烯烴如高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯等。
本發明的組合物包括主要量的原料聚合物。例如原料聚合物將典型地占總組合物的約80wt％-約99wt％。
費托蠟包括在組合物內。
費托過程是本領域的技術人員公知的，參見例如美國專利Nos.5348982和5545674，在此引入其作為參考。典型地費托過程包括在費托催化劑存在下，含氫氣與一氧化碳的合成原料氣的反應。典型的催化劑包括帶或不帶促進劑(例如釕、錸、鉿、鋯、鈦)的承載或未承載的第VIII族非貴金屬(如Fe，Ni，Co)。費托過程的主要產物大部分為烷屬合成原油(paraffinic synthetic crude)。原油中的蠟組分，即費托蠟含有高比例的正構烷屬烴。在本發明的實踐中，所使用的F-T蠟是1000°F+的沸點部分，其碳數為約C40-約C100，優選1100°F+的沸點部分，其碳數為約C54-約C100，和更優選1300°F+的沸點部分，其碳數為約C67至約C100。
通過本領域公知的共混技術，使F-T蠟與原料聚合物或聚合物混合物共混。例如，可在班伯里(Banbury)混合機中共混聚合物和F-T蠟。
包括在本發明組合物內的F-T蠟量是足以增加原料聚合物的熔體流動，而基本上沒有降低原料聚合物的彎曲強度和硬度的用量。因此，添加足量的F-T蠟，以增加聚合物的熔體指數，同時保留聚合物約93％的洛氏硬度和約92％的彎曲強度。
典型地，該組合物含有約1-約20wt％的F-T蠟。
實施例在隨后的實施例和對比例中，通過共混特定量的助劑與可商購的不含添加劑的高密度聚乙烯(HDPE)，由四種不同的加工助劑制備樣品。兩種添加劑是本發明的F-T蠟，其具有下表1所述的性能。
表1
(1)GCD＝氣相色譜蒸餾(2)GC＝氣相色譜(3)NMR＝核磁共振(4)FD-MS＝場解析質譜在其它兩種加工助劑當中，一種是熔點為144°F且含油量小于0.1％質量的充分精制的石油蠟，它是由Exxon Mobil Corporation，Baton Rouge，Louisiana以商標Paravan 142銷售的。另一種是熔點為115℃且熔體指數為55g/10min的低密度聚乙烯，它由AldrichCompany，Minwaukee，Wisconsin銷售的。
將各加工助劑與HDPE在2磅的班伯里熔體混合機中以5和10％的含量共混，產生在聚合物粒料中的均勻分散體。如其后所述，還通過壓塑制備各HDPE共混物片，用于測試。
根據ASTM D-1238，在190℃和2.16kg下10分鐘，測量粒料的熔體指數(MI)。為了比較目的，也測量單獨的HDPE的MI。結果見圖1。從圖1可看出，所有加工助劑增加MI。
根據ASTM-790，使用十字頭速度為0.05英寸/分鐘的InstronSeries#C 8658儀器，測量各樣片的彎曲強度。結果見圖2?？煽闯?，具有F-T蠟的共混物的彎曲強度(在三次彎曲試驗中斷裂所要求的力)高得多。
根據ASTM D-785，使用10kg的小負載和60kg的大負載，確定各樣片的洛氏硬度。結果見圖3。可看出，F-T蠟二者的共混物的硬度優于與其它加工助劑的共混物的硬度。
權利要求
1.一種聚合物組合物，其包括主要量的原料聚合物或聚合物混合物；和費托衍生的蠟，其用量足以增加聚合物或混合物的熔體流動指數，同時基本上保留聚合物的彎曲強度和硬度。
2.權利要求1的組合物，其中原料聚合物是通過施加熱和壓力至少之一而適于形成硬質成型制品的熱塑性聚合物。
3.權利要求2的組合物，其中原料聚合物是聚烯烴。
4.權利要求3的組合物，其中蠟的用量足以增加聚合物的熔體指數，同時保留聚合物約93％的洛氏硬度和約92％的彎曲強度。
5.權利要求4的組合物，其中F-T蠟選自1000°F+的沸點部分，其碳數為約C40-約C100；1100°F+的沸點部分，其碳數為約C54-約C100，和1300°F+的沸點部分，其碳數為約C67至約C100。
6.權利要求1的組合物，其中F-T蠟占總組合物的約1-約20wt％。
7.一種改進熱塑性聚合物熔體流動的方法，其包括將聚合物與F-T蠟共混，其中F-T蠟的用量足以增加聚合物的熔體流動指數，同時基本上保留聚合物的彎曲強度和硬度；而對所述熱塑性聚合物施加至少一種熱和壓力則導致適于形成硬質成型制品。
8.權利要求7的方法，其中以約1-約20wt％的用量范圍共混F-T蠟。
9.權利要求7的方法，其中蠟的用量足以增加聚合物的熔體指數，同時保留聚合物約93％的洛氏硬度和約92％的彎曲強度。
10.權利要求8或9的方法，其中F-T蠟選自1000°F+的沸點部分，其碳數為約C40-約C100；1100°F+的沸點部分，其碳數為約C54-約C100，和1300°F+的沸點部分，其碳數為約C67至約C100。
全文摘要
通過使聚合物與費托蠟共混增加聚合物或聚合物混合物的熔體流動，同時沒有顯著降低聚合物的彎曲強度和硬度。
文檔編號C08L91/06GK1492906SQ02805280
公開日2004年4月28日 申請日期2002年2月15日 優先權日2001年3月2日
發明者W·B·杰內蒂, L·L·安塞爾, D·F·瑞安, J·W·約翰遜, E·B·西羅塔, P·J·貝洛維茨, W B 杰內蒂, 安塞爾, 瑞安, 約翰遜, 西羅塔, 貝洛維茨 申請人:埃克森美孚研究工程公司