通過連續(xù)填料漿料擠出的聚合物組合物制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供用于生產(chǎn)聚合物組合物的創(chuàng)造性方法，所述方法包括將填料并入聚合物材料中，其中在填料并入期間的所述聚合物材料處于至少部分熔融態(tài)并且其中所述填料以漿料形式被并入。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種連續(xù)生產(chǎn)聚合物組合物的方法以及所述聚合物組合物的用途。
技術(shù)介紹
填料以及特別是礦物填料通常被用于由諸如聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚氨酯(PU)或聚氯乙烯(PVC)的聚合物生產(chǎn)聚合物產(chǎn)品，以例如減少更昂貴材料的消耗，改善材料性能或減少熱收縮。聚合物產(chǎn)品生產(chǎn)成本的提高導(dǎo)致開發(fā)更為經(jīng)濟(jì)的提供聚合物組合物的方法。例如，具有高填料含量的聚合物組合物也即聚合物母料(masterbatch)(有時(shí)也稱為聚合物濃縮物)可與另一種聚合物材料一起擠出，以提高所得聚合物產(chǎn)品的填料含量。填料經(jīng)常地選自天然或合成材料，例如含碳酸鈣礦物，一般為白堊，石灰石，大理石，白云石，硫酸鋇，滑石，高嶺土，粘土，二氧化鈦或云母。在生產(chǎn)聚合物組合物的傳統(tǒng)方法中，聚合物材料和填料在例如通過使用擠出機(jī)使所得干燥摻混物配混之前通常在獨(dú)立的混合步驟中進(jìn)行混合。在某些情況下，還可通過使用可讓填料并入熔融聚合物基質(zhì)的擠出機(jī)的側(cè)供料機(jī)而將填料并入聚合物基質(zhì)。然而，在許多情況下預(yù)混合是必要的，以為了提供所得組合物的均質(zhì)混合物。在現(xiàn)有技術(shù)中先前已經(jīng)描述了多種生產(chǎn)聚合物組合物的方法。例如，CH 415 041 A公開了生產(chǎn)著色聚乙烯或聚丙烯的方法，該方法包括混合聚烯烴與包含微細(xì)分散形式的顏料的液體顏料分散體，然后通過干燥移除液體，以使得聚烯烴保持為粉末形式。US 6,239,196B1涉及制備待擠出的包含聚合物和固體粒子填料的組合物的方法，該方法包括在低于所述聚合物熔點(diǎn)的情況下混合固體粒子填料與聚合物粒子或粒料的階段。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中所述的方法涉及在低于所述聚合物材料的熔點(diǎn)的溫度下將填料添加至聚合物材料中。典型地，這種方法需要在將相應(yīng)干燥混合物供料到擠出機(jī)中之前使所得混合物干燥。此外，現(xiàn)有技術(shù)方法通常還要求在混合裝置或擠出機(jī)上游的獨(dú)立的且成本高的混合步驟，并且因而可能僅僅以不連續(xù)方式進(jìn)行。因此需要提供一種可減少或避免上述經(jīng)濟(jì)或技術(shù)缺陷的方法。這種方法應(yīng)當(dāng)例如為連續(xù)生產(chǎn)方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
因此本專利技術(shù)的目的在于提供一種生產(chǎn)聚合物組合物的更為經(jīng)濟(jì)的方法。另一目的可被視作提供容許連續(xù)生產(chǎn)聚合物組合物的方法。再一目的在于提供一種生產(chǎn)聚合物組合物的方法，根據(jù)該方法可避免成本高的干燥和混合程序。一種或多種前述及其它目的可通過如本文中在獨(dú)立權(quán)利要求中所定義的主題得以解決。根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)方面，提供一種連續(xù)生產(chǎn)聚合物組合物的方法，該方法包括以下步驟：(a)提供填料；(b)提供聚合物材料；(c)通過使用擠出機(jī)形成包含步驟(a)的填料以及步驟(b)的聚合物材料的聚合物組合物；其特征在于所述方法包括將所述填料并入所述聚合物材料中，其中在填料并入期間的所述聚合物材料處于至少部分熔融態(tài)并且其中所述填料以漿料形式并入。根據(jù)另一方面，本專利技術(shù)涉及提供可通過本專利技術(shù)方法獲得的聚合物組合物。根據(jù)又一方面，本專利技術(shù)涉及包含所述聚合物組合物的聚合物產(chǎn)品。根據(jù)再一方面，本專利技術(shù)涉及所述聚合物組合物在生產(chǎn)聚合物產(chǎn)品中的用途，其中所述聚合物產(chǎn)品優(yōu)選選自以下的一種或多種：用于工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用的軟包裝，包括卷筒材料(roll stocks)，袋子，小袋，標(biāo)簽，包裹物(wraps)，封蓋(liddings)，收縮套和拉伸膜；用于工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用的硬包裝，包括塑料瓶，杯子和容器；建筑和結(jié)構(gòu)材料，包括管子和管道，覆層和型材，隔離絕緣材料，封條和墊圈，土工織物；農(nóng)業(yè)和園藝材料，包括溫室材料，地膜，隧道，青貯料，捆裹包裝材料(bale wraps)，盒子和板條箱；運(yùn)輸和汽車應(yīng)用，包括內(nèi)部配件，如儀器和門板，控制面板，支柱和座椅；外部配件，如保險(xiǎn)杠，擋泥板，后擋板，以及引擎蓋下的應(yīng)用，包括通風(fēng)管，進(jìn)氣歧管，散器熱和冷卻軟管；電氣和電子應(yīng)用，包括CD播放器，DVD系統(tǒng)，個(gè)人計(jì)算機(jī)和電視機(jī)，筆記本電腦，平板電腦，智能手機(jī)，蒸煮器，冰箱和冷凍機(jī)，洗衣機(jī)，洗碗機(jī)，工具和辦公設(shè)備；醫(yī)療和健康應(yīng)用，包括一次性帽子，長袍，面罩，消毒服和鞋套，窗簾，包裹物和包，海綿，敷料和擦拭巾，床用織物，污染控制服，檢查服，實(shí)驗(yàn)室外套，隔離服，診斷醫(yī)療機(jī)械和醫(yī)療裝置；個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品，包括吸收性衛(wèi)生產(chǎn)品(AHP)，嬰兒紙尿褲，女性衛(wèi)生產(chǎn)品和成人失禁產(chǎn)品，紙巾，皮膚護(hù)理產(chǎn)品，脫毛膠帶；家用和家具產(chǎn)品，包括木質(zhì)復(fù)合材料，裝飾箔，地板覆蓋物，地板材料，廚房用具，清潔器，寵物護(hù)理用品，草坪和園藝制品；玩具，運(yùn)動(dòng)和休閑制品，包括玩具室(playhouses)，建筑套件，播放媒體，運(yùn)動(dòng)和健身裝置，鞋類，服裝和運(yùn)動(dòng)服，安全設(shè)備(頭盔，護(hù)膝)，運(yùn)動(dòng)設(shè)備和手提箱。本專利技術(shù)的另一個(gè)方面涉及呈漿料形式的填料用于生產(chǎn)聚合物組合物的用途，其通過在擠出機(jī)內(nèi)將所述漿料并入呈至少部分熔融態(tài)的聚合物材料中來進(jìn)行。本專利技術(shù)方法的有利實(shí)施方案在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中定義。根據(jù)本專利技術(shù)方法的一種實(shí)施方案，填料漿料具有基于所述填料漿料總重量計(jì)從10至90重量％，優(yōu)選從15至88.5重量％并且更優(yōu)選從20至78重量％的固體含量。根據(jù)本專利技術(shù)方法的另一種實(shí)施方案，聚合物組合物的填料含量基于所述聚合物組合物總重量計(jì)范圍為從0.5至90重量％，優(yōu)選從5至85重量％，更優(yōu)選從10至80重量％以及最優(yōu)選從20至75重量％。根據(jù)本專利技術(shù)方法的又一種實(shí)施方案，步驟(a)中提供的填料選自含碳酸鈣礦物，白堊，石灰石，大理石，白云石，硫酸鋇，滑石，高嶺土，粘土，二氧化鈦或其混合物，其中填料優(yōu)選是含碳酸鈣礦物。根據(jù)本專利技術(shù)方法的一種優(yōu)選實(shí)施方案，步驟(a)中提供的填料是研磨碳酸鈣(GCC)，沉淀碳酸鈣(PCC)，改性碳酸鈣(MCC)或其混合物。根據(jù)本專利技術(shù)方法的另一種優(yōu)選實(shí)施方案，沉淀碳酸鈣(PCC)在并入聚合物材料中之前進(jìn)行研磨。根據(jù)本專利技術(shù)方法的又一種優(yōu)選實(shí)施方案，步驟(a)中提供的填料包括涂覆填料，未涂覆填料或者二者的混合物，其中填料優(yōu)選包括未涂覆填料且更優(yōu)選包括未涂覆含碳酸鈣礦物填料。根據(jù)本專利技術(shù)方法的一種實(shí)施方案，步驟(a)中提供的填料具有范圍從0.001至50μm，優(yōu)選從0.05至10μm，更優(yōu)選從0.07至5μm以及最優(yōu)選從0.1至2.5μm的重量中值粒子尺寸d50。根據(jù)本專利技術(shù)方法的另一種實(shí)施方案，步驟(a)中提供的填料具有范圍從0.25至50μm，優(yōu)選從0.35至30μm并且更優(yōu)選從0.4至15μm的粒子頂切d98。根據(jù)本專利技術(shù)方法的又一種實(shí)施方案，步驟(b)中提供的聚合物材料包括熱塑性樹脂，其中熱塑性樹脂優(yōu)選包括聚烯烴。根據(jù)本專利技術(shù)方法的一種優(yōu)選實(shí)施方案，聚烯烴選自聚乙烯的均聚物和/或共聚物，聚丙烯的均聚物和/或共聚物，聚丁烯的均聚物和/或共聚物，或其混合物。根據(jù)本專利技術(shù)方法的另一種優(yōu)選實(shí)施方案，擠出機(jī)是雙螺桿擠出機(jī)，其中螺桿優(yōu)選為同向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)螺桿并且更優(yōu)選為同向旋轉(zhuǎn)螺桿。根據(jù)本專利技術(shù)的一種實(shí)施方案，可通過本專利技術(shù)方法獲得的聚合物組合物具有基于所述聚合物組合物總重量計(jì)等于或小于2重量％，優(yōu)選等于或小于1重量％并且更優(yōu)選等于或小于0.5重量％的水含量。根據(jù)本專利技術(shù)的一種實(shí)施方案，可通過本專利技術(shù)方法獲得的聚合物組合物被用于聚合物產(chǎn)品的生產(chǎn)中，其中所述聚合物產(chǎn)品優(yōu)選包括聚烯烴制品，例如織造纖維，非織造纖維，型材，纜線，薄膜或者模制產(chǎn)品。根據(jù)呈漿料形式的填料的用途的一種實(shí)施方案，漿料具有基于所述漿料總重量計(jì)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
連續(xù)生產(chǎn)聚合物組合物的方法，所述方法包括以下步驟：(a)提供填料；(b)提供聚合物材料；(c)通過使用擠出機(jī)形成包含步驟(a)的填料以及步驟(b)的聚合物材料的聚合物組合物；其特征在于所述方法包括將所述填料并入所述聚合物材料中，其中在填料并入期間的所述聚合物材料處于至少部分熔融態(tài)并且其中所述填料以漿料形式并入。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2013.12.23 EP 13199279.4;2014.02.24 US 61/943,5861.連續(xù)生產(chǎn)聚合物組合物的方法，所述方法包括以下步驟：(a)提供填料；(b)提供聚合物材料；(c)通過使用擠出機(jī)形成包含步驟(a)的填料以及步驟(b)的聚合物材料的聚合物組合物；其特征在于所述方法包括將所述填料并入所述聚合物材料中，其中在填料并入期間的所述聚合物材料處于至少部分熔融態(tài)并且其中所述填料以漿料形式并入。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于填料漿料基于所述填料漿料總重量計(jì)具有從10至90重量％，優(yōu)選從15至88.5重量％并且更優(yōu)選從20至78重量％范圍的固體含量。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)的方法，其特征在于聚合物組合物的填料含量基于所述聚合物組合物總重量計(jì)的范圍為從0.5至90重量％，優(yōu)選從5至85重量％，更優(yōu)選從10至80重量％以及最優(yōu)選從20至75重量％。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的方法，其特征在于步驟(a)中提供的填料選自含碳酸鈣礦物，白堊，石灰石，大理石，白云石，硫酸鋇，滑石，高嶺土，粘土，云母，二氧化鈦或其混合物，其中填料優(yōu)選是含碳酸鈣礦物。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的方法，其特征在于步驟(a)中提供的填料是研磨碳酸鈣(GCC)，沉淀碳酸鈣(PCC)，改性碳酸鈣(MCC)或其混合物。6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于沉淀碳酸鈣(PCC)在并入聚合物材料中之前進(jìn)行研磨。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的方法，其特征在于步驟(a)中提供的填料包括涂覆填料，未涂覆填料或二者的混合物，其中填料優(yōu)選包括未涂覆填料并且更優(yōu)選包括未涂覆含碳酸鈣礦物填料。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的方法，其特征在于步驟(a)中提供的填料具有范圍從0.001至50μm，優(yōu)選從0.05至10μm，更優(yōu)選從0.07至5μm以及最優(yōu)選從0.1至2.5μm的重量中值粒子尺寸d50。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的方法，其特征在于步驟(a)中提供的填料具有范圍從0.25至50μm，優(yōu)選從0.35至30μm并且更優(yōu)選從0.4至15μm的粒子頂切d98。10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的方法，其特征在于步驟(b)中提供的聚合物材料包括熱塑性樹脂，其中熱塑性樹脂優(yōu)選包括聚烯烴。11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于聚烯烴選自聚乙烯的均聚物和/或共聚物，聚丙烯的均聚物和/或共聚物，聚丁烯的均聚物和/或共聚物，或其混合物。12.根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)的方法，其特征在于擠出機(jī)是雙螺桿擠出機(jī)，其中螺桿優(yōu)選同向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)螺桿并且更優(yōu)選同向旋轉(zhuǎn)螺桿。13.可通過根據(jù)權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)的方法獲得的聚合物組合物。14.根據(jù)權(quán)利要求13的聚合物組合物，其特征在于所獲得的聚合物組合物具有基于所述聚合物組合物總重量計(jì)為等于或小于2重量％，優(yōu)選等于或小于1重量％并且更優(yōu)選等于或小于0.5重量％的水含量。15.包含根據(jù)權(quán)利要求13或14任一項(xiàng)的聚合物組合物的聚合物產(chǎn)品。16.根據(jù)權(quán)利要求13或14任一項(xiàng)的聚合物組合物在生產(chǎn)聚合物產(chǎn)品中的用途，其中所述聚合物產(chǎn)品優(yōu)選選自以下的一種或多種：用于工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用的軟包裝，包括卷筒材料，袋子，小袋，標(biāo)簽，包裹物，封蓋，收縮套和拉伸膜；用于工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用的硬包裝，包括...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：M·廷克，M·布儒納，R·伯克哈特，T·福爾納，G·斯基羅西，R·普芬德，J·巴斯，B·蒂爾曼，H·道爾瑞，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：OMYA國際股份公司，弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)，
類型：發(fā)明
國別省市：瑞士;CH