[发明专利]塑料添加剂的低粉尘颗粒

说明书

本发明涉及含有硬脂酸钙的塑料添加剂的低粉尘颗粒、这些颗粒的制备方法及其用于稳定化塑料的用途。

为了加工和长期保持使用性能，有机聚合物(塑料)、特别是聚烯烃中通常需要加入添加剂。光和热以及制备时所用催化剂的残余物对有机聚合物性能有不利影响。先有技术公开了各类物质可用作添加剂和稳定剂。由于对有机聚合物性能损害过程的多样性，并不全能了解其作用机理，但通常采用多种添加剂的混合物。

添加剂一般为粉末。但是，以粉末应用的添加剂混合物有许多缺点，例如粉尘化、甚至引起粉尘爆炸，易于分相，并且难于计量。因此，工业上需要没有上述缺点的应用形式。为此，例如已公开了聚集方法(在水中，并且如适宜使用分散器)、与粘合剂混合的方法或用压片法压紧的方法。但是，在绝大多数情况下，所得到的工业应用形式仍没有足够的机械性能，并且常常还含有水或其它粘合剂，在随后向有机聚合物中掺混时发生困难，或者需要采用特殊措施。因此需要一种具有长的贮存时间、不含有粘合剂的颗粒状添加剂混合物。这类颗粒材料还可满足日趋重要的生态方面的要求(低粉尘，由于省去粘合剂而节省原料)。

为此，U.S.No.5,240,642公开了一种颗粒状有机酸和无机抗酸添加剂及四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基甲基]甲烷的制备方法，该方法如下进行：在熔融态的后一材料的存在下，将所述材料均匀分散于所述抗酸添加剂粉末中，将其挤出，冷却挤出的线料，随后制成颗粒，不幸的是，该方法得到的颗粒仍有几个缺点，即：这些颗粒仍逸散出数量可观的粉尘，这对大规模生产厂的工人是特别有害的；在贮存和输送过程中有分相的趋势；计量困难。

令人惊奇的是，根据本发明方法可以得到满足工业化大规模生产要求的颗粒状塑料添加剂，即将塑料添加剂和硬脂酸钙的混合物加热到至少80％的硬脂酸钙组分熔化，随后在塑性态成型。

本发明的新颖颗粒状塑料添加剂非常均匀，具有优异的疏松材料性能，特别是无粉尘、流动性和耐磨性优异，以及良好的贮存期限。它们可很好地计量加入待稳定化的有机聚合物中，并且与传统硬脂酸钙或硬脂酯钙粉末混合物相比，具有较好的热熔化性能。

因此，除了下面详述的方法以外，本发明涉及塑料添加剂的低粉尘颗粒，它含有至少10％wt(重量)的硬脂酸钙，硬脂酸钙中的水分含量小于2％，其根据ISO 3435的粒度分布为1mm—10mm，松密度大于400g/1，并且根据DIN 53492的流动性小于15s(tR25)。

在本文中，术语“低粉尘颗粒”意指在Heubach试验中粉尘逸散量小于0.15％wt(5分钟后)的颗粒。

本文中所用的“新颖颗粒”意指如上定义的低粉尘颗粒。

在本文中，硬脂酸钙意指商业上可购的脂肪酸混合物与钙化合物的反应产物。商业上可购的脂肪酸混合物包括C₁₄—C₂₀脂肪酸的混合物，它具有一定量的硬脂酸，并且通常还含有棕榈酸，例如约67％的硬脂酸和33％的棕榈酸。根据本发明，该硬脂酸钙具有低的结晶水含量，即它基本上是非晶形的。根据环境因素(如贮存条件)和热历史，硬脂酸钙或硬脂酸钙组分的总含水量可以变化，但优选小于1％。

在一优选实施方案中，该新颖颗粒含有至少20％wt、特别优选至少30％wt或100％wt的硬脂酸钙。

该新颖颗粒根据ISO 3435测定的粒度分布优选为1mm—6mm，特别优选为2mm—6mm。

松密度优选大于500g/l，但它取决于总的混合物的密度，并且可高于或低于混合物的密度，混合物的密度与硬脂酸钙的密度很不相同。因此，上述值涉及其中的密度与硬脂酸钙的密度的差别不超过10％的混合物。如果混合物的密度与其差别太大，则该松密度应由硬脂酸钙密度与该混合物的密度的比给出的因子校正。

根据本发明，用DIN 53492测量的流动性优选小于15s(tR15)，最优选小于10s(tR15)。

在类似于实际操作条件的试验装置中，用Heubach试验测量粉尘逸散量，其中使试验材料不断运动，以测定由于磨擦而引起的粉尘化趋势。所用装置由Heubach Engineering GmbH，Langel sheim，DE制造。更具体地说，在容积为2.5升的粉尘形成单元中，使试验材料(重50g)以30rpm(对应于圆周速度为19cm/秒)的速度转动5分钟，该单元中在旋转方向上装有3个之形急变，与单元容器的壁呈45度角，同时用0.32升/秒的空气流将细粉尘沉积在滤器上。根据本发明，用上述方式测量的细粉尘含量优选不超过0.1％wt。