[发明专利]金属羧酸盐成核剂或澄清剂化合物及相关的聚合物组合物和方法

说明书

发明背景 

成核剂可以以若干方式改善聚合物的性质。当用在聚合物如聚丙烯中时，成核剂可以提高结晶速率。这种成核剂可以改变聚合物的结晶温度特性。这可以在聚合物制备过程中、以及对聚合物制品最终的美感提供益处。 

注塑聚合物应用中经常使用成核剂。吹塑、片材挤压和热成型应用也可以从它们的使用受益。成核剂可以通过减少在模具中的固化时间(set-uptime)来减少循环时间。然而，必须小心以确保收缩性能和冲击性能不会受到负面影响。 

成核剂的光学益处包括在成品聚合物制品中提高澄清度和改善光泽。这些性质可以因细小晶体数目的显著增加而得到改善。当晶体小于可见光的波长时，通过制品的光发生少得多的散射，因此当使用成核剂时，浊度降低。当用于改善材料如聚丙烯中的透明度时，这些物质被称作澄清剂。 

成核剂的五个主要的种类包括：取代山梨醇、羧酸盐如苯甲酸钠、低分子量聚烯烃、离聚物树脂(ionomer resin)和有机磷酸盐。 

美利肯公司出售的一种成核剂被称为HYPERFORM^TM，或HPN-68^TM，如在美国专利第6,465,551号中所示。该产品含有二羧酸盐，其通常被称作“超”成核剂。它通常用在注塑聚丙烯中。然而，该产品没有在大多数情况中广泛用作澄清剂，这部分是因为在聚合物中缺乏足够的分散性，不能在成品中提供足够的光学澄清度。 

另一种由日本的Asahi Denka Corporation出售的成核剂是NA-21^TM。在美国专利第5,342,868号中披露了该成核剂化合物。该化合物主要被用作澄清剂，对于大多数聚合物应用不能提供足够的成核益处以至于不能作为真正的成核剂。 

寻找能够在聚合物中提供良好的成核能力和良好的光学澄清度益处的化合物是工业中一项重大的挑战。非常需要在用于聚合物体系中时同时提供成核益处和澄清益处的试剂。本发明解决了这一需要。

发明详述 

现在将参考本发明的实施方式，下面阐述其一个或多个实施例。提供每个实施例是为了解释本发明，而非对本发明的限制。 

本发明涉及改进的成核剂化合物、含有该成核剂化合物的母料组合物和含有该化合物的聚合物组合物，还涉及它们的使用方法。通过使用本发明所示的化合物，已观察到该类化合物在聚合物中的分散性改善。因此，本发明实现了良好的成核粉末(较高的Tc值)，还有在大多数情况中改善的光学性能(即低浊度)。 

在本发明的实践中使用的一种方法是，如下式(I)中所示，在分子的一侧上使用酰胺基团，并在该分子的另一侧上使用金属羧酸盐基团。另一种方法在分子一侧上使用酯基，并在另一侧上使用金属羧酸盐，如式(II)中所示。在又一个方法中，可使用半金属阳离子/半酯二聚物化合物，如式(III)中所示。通常，这些方法促进弱极性基团向化合物的加成，从而改善化合物在聚烯烃如聚丙烯中的分散性。 

可有效用于本发明的化合物不仅限于在此处示出、以及在实施例和下表1-6中示出的化合物。本领域技术人员可以想到和使用在所述化合物整体范围内的许多其它化合物，这些其它化合物也在本发明范围和主旨之中。 

在本发明的一个应用中，使用了金属盐化合物，