[发明专利]在含水介质中可分散的固体形式的添加剂体系及其制备方法

说明书

本发明涉及在含水介质中可分散的固体形式的添加剂体系。在另一方面，本发明涉及这种添加剂体系的制备。

由于加工和最终产品的多种需要，在聚合物材料中使用添加剂。用来处理聚合物材料的添加剂一般包括抗氧化剂，加工助剂，滑爽剂，防粘剂，抗静电剂，发泡剂，润滑剂，紫外稳定剂，偶联剂，着色剂，阻燃剂和金属减活化剂。

向聚合物材料中加入添加剂的各种方法，旨在使添加剂和聚合物材料紧密接触，以便使添加剂发挥其预想的功能。在对于使添加剂和聚合物材料接触的各种方法进行评价时，其它的重要考虑包括：需要的资金，聚合物的受热时间，热敏性添加剂的降解，准确测量添加剂的加入量，在满足各式各样添加剂包括需要方面的通用性，加工过程中可接收的添加剂范围，对聚合物下游加工的影响，对环境的影响，最后还有加料系统、包装、运输、贮存、库存需要和方便性等问题。

已知的将添加剂引入聚合物颗粒中的方法包括将材料干混，熔化，用压出机将熔融的掺混物混炼，造粒或粉化成所要求的物理形式。

将添加剂引入聚合物颗粒中的另一种方法是使聚合物颗粒与添加剂在最终用途加工期间在压出机料斗内接触。诸如着色剂、滑爽剂、加工助剂、发泡剂等添加剂在这一阶段常常以浓缩物形式加到原始的聚合物颗粒中。在很多情况下，难以准确量取具体操作中所需的添加剂浓缩物。对于加工助剂和外用润滑剂之类的添加剂尤其是这样，它们的用量很少，常常不能以浓缩物的形式加入。

某些聚合物的目前的制造方法使它们不适于象熔融混炼和造粒这类技术。很多聚合物，例如高聚度聚乙烯、线型低密度聚乙烯和聚丙烯，它们以干粒形式从聚合反应器中流出，即，其形式与流化床系统相似。目前，这些聚合物的添加剂必须以熔融、混炼、然后造粒的方式引入。这一额外的步骤增加了这类聚合物制造工艺的成本，并且对这些聚合物的性质产生不利影响。

日本专利56-021815公开了另一种用添加剂涂覆聚合物颗粒的方法。该专利提出用添加剂在某种溶剂中的分散体与聚丙烯颗粒接触，随后除掉溶剂。虽然这样作对涂覆过的聚丙烯颗粒有一定的稳定作用，但是处理过的颗粒在后来的加工中（例如挤压）有严重的静电问题。

用添加剂涂覆聚合物材料的一些方法包括将添加剂直接加到聚合反应器中，例如美国专利4，853，426和4，879，141所公开的方法。在使用热敏性添加剂或是添加剂的熔点不匹配时，这些将聚合物材料与添加剂混合的方法是行不通的。另外，这些方法不很通用，因为聚合物必须在反应器全部产出物的生产期间内涂覆固定的反应时间。

使添加剂与聚合物材料相接触的改进方法是施用例如在美国专利4，975，120中所公开的水基乳状液体系。这些水基乳状液或分散体可以用喷涂、抹涂、浸涂等体系施用，以便在正常干燥或脱气操作之前涂覆聚合物颗粒。

虽然后一涂覆体系在用水基涂覆体系代替有机溶剂方面代表了工艺水平的进步，但是制备乳状液需要特殊的设备，而且乳状液必须在使用前一直保持稳定。这种水基涂覆体系的主要缺点是它含有大量的水。由于水的存在，需要运输很大的体积来容纳所要求数量的添加剂。水的存在还要求对水基乳状液或分散体作特殊处理和运输。例如，这些乳状液或分散体在经受极冷温度时会冻结。遗憾的是，仅仅把冻结的乳状液或悬浮液加热并不总能重新形成稳定的乳状液或分散体。因此，暴露于极端温度下和长期存放，在试图把这些添加剂体系涂覆到聚合物颗粒上时，会产生这些水基乳状液或分散体的加工问题。

为了克服先有技术的上述局限性，希望制备出用于处理聚合物颗粒的添加剂体系，该体系容易处理和输送，而且容易在水中分散，形成可用来处理聚合物颗粒的水基涂覆体系。

根据本发明，可以使很多种添加剂，例如抗氧化剂、热稳定剂、着色剂等，变成水可分散的，而且当涂覆时能粘结在聚合物颗粒上。本发明的组合物是细粒形式，含有聚合物添加剂、在50℃以下不发粘的胶粘剂、以及亲水亲油平衡值（HLB）至少为4的一种表面活性剂，其中表面活性剂紧密地涂覆在添加剂和胶粘剂的颗粒上。