Усовершенствования, касающиеся пластификаторных композиций

Усовершенствования, касающиеся пластификаторных композиций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям, касающимся пластификаторов, и к пластифицированным поливинилхлоридным композициям, содержащим пластификаторы, в частности к поливинилхлоридным пластизолям.

Когда эмульсионный поливинилхлорид и пластификатор смешивают, то, как правило, образуется паста, которая во время выдержки при температурах, превышающих 160°С, сохнет с образованием пленки. Когда температуру повышают, гранулы поливинилхлорида в композиции ПВХ начинают набухать, образуя в конечном счете твердую композицию (сухую пленку). Эта температура известна как температура желатинизации поливинилхлоридной композиции, которая, как правило, находится в интервале от 70 до 110°С. Для описания момента, когда сухой слой полностью совершенствует свою механическую или физическую прочность с образованием цельного изделия, используют понятие "плавление". Температура плавления, как правило, находится в интервале от 160 до 190°С.

Такие композиции упоминаются как полезные в изготовлении изделий, выполненных из обычных пластизольных композиций, включая изготовление покрытий полов и стен. Поливинилхлорид доступен в двух основных формах, известных как суспензионный поливинилхлорид и эмульсионный поливинилхлорид, которые соответствуют методу его получения. Поливинилхлорид, который используют в пластизолях и который должен быть текучим, обычно представляет собой эмульсионный поливинилхлорид, и его, как правило, используют при получении покровных материалов для настилов и стен. Поливинилхлориды классифицируют как обладающие некоторым значением К, которое является указанием на среднюю молекулярную массу этого полимера. Чем выше значение К, тем лучше механические свойства, подобные сопротивлению истиранию поливинилхлорида, и тем более полезен поливинилхлорид при применении в виде таких материалов, которые подвергаются истиранию, в частности в качестве верхнего слоя материалов для настилов. Однако чем выше значение К поливинилхлорида, тем ниже скорость желатинизации, выше температура плавления и ниже текучесть смолы, которая для переработки пластизоля нежелательна. Соответственно, существует потребность в быстрой желатинизации и быстром плавлением поливинилхлоридных композиций.

Необходимые свойства пластификатора варьируются в соответствии с целью применения, для которого должна быть использована пластифицированная поливинилхлоридная композиция. Это, как правило, может быть проиллюстрировано требованиями к различным слоям удобных виниловых покровных материалов для полов. Пластизоль распределяют по поверхности, движущейся со скоростью от 15 до 25 м/мин, в несколько слоев таким образом, чтобы покрытие для полов буквально нарастало. Как правило, эти слои включают слой из пропитанной стеклянной подушки, вспененную сердцевину, декоративный слой и прозрачный защитный поверхностный износостойкий слой. Эти многослойные продукты вначале желатинизируют контактированием с нагретым валиком, а затем направляют в печь, в которой их плавят при температуре от 180 до 200°С. Часто желатинизацию проводят после распределения каждого индивидуального слоя, начиная с основного или инкапсуляционного слоя. Следующий слой не может быть нанесен до тех пор, пока не желатинизируют предыдущий слой. Когда уже распределены все слои, тогда продукт направляют в печь и через нее пропускают с достижением полного расплавления всех слоев и адекватного расширения вспененных слоев.

Для удовлетворения требованиям к распределению покрытия из пластизоля с точки зрения производительности композиция ПВХ должна быть низковязкой, проявлять низкую температуру желатинизации и высокую скорость плавления.

Для применения с другими целями, такими как облицовка стен, которая, как правило, состоит из компактного вспененного слоя на бумажной подкладке, скорости работы машины могут быть настолько высокими, как 100 м/мин, и при этом важное значение имеет вязкость покровного материала.

Наличие пластификаторов сопровождается тенденцией к повышению чувствительности материала к образованию пятен, и, следовательно, необходимо минимизировать количество пластификаторов, содержащихся в верхней части покрытия, для повышения устойчивости против образования пятен, а также для улучшения свойств износостойкости. Однако, по мере того как концентрации пластификатора понижаются, вязкость пасты композиции ПВХ повышается, и тогда становится необходимым применение в композициях повышенных концентраций добавок, уменьшающих вязкость, для того чтобы добиться низкой вязкости, требующейся для быстрого нанесения. Устойчивость против образования пятен может также быть улучшена с использованием более быстро плавящихся пластификаторов, которые приводят к эффекту затвердевания на поверхности готового продукта.

Несмотря на предположение, высказанное в WO 97/39060, о том, что как добавки, уменьшающие вязкость, могут быть использованы С₁₃алкилбензоаты, в качестве добавок, уменьшающих вязкость, продолжают находить применение углеводороды, равно как и некоторые низкомолекулярные сложные эфиры, такие как тексанолизобутират (известный как ТКсИБ, доступный на фирме Eastman Chemical Co). Применение этих материалов страдает тем недостатком, что они являются летучими и способны высвобождать летучие органические соединения (ЛОС), которые могут ухудшать качество воздушной окружающей среды с точки зрения запахов и загрязняющих веществ как в процессе изготовления, так и при применении готового продукта. Повышенная осведомленность об окружающей среде внутри помещения обусловила спрос на малозагрязняющие атмосферу строительные материалы, о чем свидетельствует Европейская директива по строительству и конструированию и, в частности, европейский стандарт ENV: 13419.

Другой недостаток применения добавок, уменьшающих вязкость, таких как ТКсИБ и углеводородные жидкости, заключается в том, что они обладают слабым, если обладают вообще, пластифицирующим действием в поливинилхлоридных композициях и проявляют тенденцию к повышению температуры желатинизации. Добавки, уменьшающие вязкость, со слабым пластифицирующим действием, такие как ТКсИБ, слишком летучи для того, чтобы оказывать сильное пластифицирующее действие.

Дополнительным фактором является природа основных пластификаторов, которые могут быть использованы в верхнем слое настила. Для более быстрого получения верхнего слоя настила необходимо приготовление пластизольных композиций с низкой температурой желатинизации и высокой скоростью желатинизации. В этом состоит причина того, почему специальные пластификаторы, такие как диизогептилфталат и бутилбензилфталат, до сих пор используют в сочетании с пластификаторами общего назначения, подобными ди-2-этилгексилфталату или диизононилфталату. Однако эти специальные пластификаторы являются дорогостоящими, и в последнее время выдвинуто предложение о том, чтобы из-за их потенциальной опасности как репродуцирующих токсические вещества ди-2-этилгексилфталату и бутилбензилфталату должна быть присвоена Cat.2. Было бы, следовательно, весьма необходимо, чтобы в верхнем слое покровных материалов для полов можно было бы использовать обычные пластификаторы, такие как ди-2-пропилгептилфталат, диизононилфталат и диизодецилфталат.

В ЕР-А-1415978 высказано предположение о том, что в качестве понижающих вязкость и ускоряющих желатинизацию пластификаторов для модификации пластмассы, такой как поливинилхлорид, могут быть использованы бензоаты, полученные из деканольных смесей, дериватизированных из С₄олефинов. Предпочтительные бензоаты состоят из 50-99% 2-пропилгептилбензоата и, как сказано, обладают низкой летучестью, хорошей способностью желатинизироваться, хорошей пластифицирующей способностью на холоду и низкой вязкостью, когда их используют в пластмассах.

В соответствии с ЕР-А-1415978 с обычными пластификаторами могут быть использованы бензоаты, и примеры с 1 по 6 заявки ЕР-А-1415978 показывают, что эти бензоаты, когда их смешивают с поливинилхлоридной эмульсией Vestolit В 701 и продуктом Vestinol 9 (диизононилфталат фирмы Охеnо), образуют пластизоли, которые обладают вязкостью, сопоставимой с вязкостью тех материалов, в которых бензоат получен из спирта Exxal 10, доступного на фирме ExxonMobil Chemical Company.

В примере 7 заявки ЕР-А-1415978 сопоставляются Tg этих двух бензоатов и высказано предположение о том, что продукт на основе 2-пропилгептанола может обладать улучшенными низкотемпературными рабочими характеристиками. Следовательно, описание к ЕР-А-1415978 наводит специалиста в данной области техники на мысль о том, что бензоат на основе продукта Exxal 10 для упомянутого конечного применения неприемлем.

Для того чтобы приготовить поливинилхлоридные пластизоли с оптимальными свойствами, на практике используют смеси разных пластификаторов и/или смеси пластификаторов и добавок, уменьшающих вязкость. Составитель композиции стремится создать пластизоль, который быстро плавится и обладает низкой вязкостью в сочетании с хорошей устойчивостью против образования пятен в эксплуатации при одновременном использовании минимально возможного количества пластификатора для сохранения жесткости продукта (которая является другой важной характеристикой при изготовлении винильного покрытия для полов). Потребители предпочитают более жесткие продукты, поскольку это часто связано с повышенным качеством.

В слоистый композитный материал жесткость приходит из внешнего слоя и общей толщины. Более того, составитель композиции стремится создать композиции, которые обычно образуют продукты, обладающие улучшенной гибкостью. Позднее становится важным, чтобы пластизоли, применяемые в таких композитах, обладали низкой летучестью.

Традиционно для повышения скорости плавления в качестве пластизольных компонентов используют быстро плавящиеся пластификаторы. Хотя эти продукты обладают приемлемой устойчивостью против образования пятен в эксплуатации, они являются чрезмерно летучими. Если, однако, их используют в сочетании с менее летучими основными пластификаторами, такими как диизононилфталат, устойчивость против образования пятен в эксплуатации уменьшается (т.е. устойчивость против образования пятен ухудшается).

Следовательно, сохраняется потребность в пластизольных композициях, которые являются низковязкими, обладают низкой летучестью, обладают хорошей устойчивостью против образования пятен в эксплуатации, обеспечивают получение продуктов с хорошей низкотемпературной гибкостью и содержат минимально возможное количество пластификатора. Кроме того, существует потребность в пластизольном компоненте для применения с основными пластификаторами, такими как диизононилфталат, для создания возможности использовать основной пластификатор с теми целями, где была бы достоинством его пониженная летучесть, при условии, что они также обладают приемлемой устойчивостью против образования пятен в эксплуатации.

Кроме того, существует потребность в пластизольном компоненте, функция которого не только позволяет понижать вязкость пластизоля, но также обуславливает пластифицирующее действие и к тому же не увеличивает количество ЛОС, выделяющихся из изделия, изготовленного из пластизоля.

Таким образом, для приготовления пластифицированных поливинилхлоридных композиций сохраняются потребности в наличие следующих материалов:

1) низковязкий пластификатор, который способен выполнять функции уменьшающей вязкость добавки для пластифицированных ПВХ композиций, который также обладает пластифицирующим действием и который придает хорошую совместимость с ПВХ;

2) уменьшающая вязкость добавка, летучесть которой приемлема при одновременном содействии от слабых до отсутствия выделений ЛОС, как это определяют испытанием с помощью ЭЯПЛ;

3) уменьшающая вязкость добавка, которая не ухудшает чувствительности изделий, изготовленных из поливинилхлоридной композиции, к образованию пятен;

4) уменьшающая вязкость добавка, которая, когда ее используют, обуславливает пониженную температуру желатинизации и более быстрое плавление поливинилхлоридной композиции;

5) уменьшающая вязкость добавка, которая повышает скорость вспенивания способных вспениваться поливинилхлоридных композиций;

6) уменьшающая вязкость добавка, которая обычно дает возможность использовать фталаты С9+ с теми целями, где до настоящего времени они оказывались менее подходящими или неприемлемыми вследствие их повышенной вязкости, плохой желатинизации и плохих характеристик устойчивости против образования пятен.

Важно также, чтобы любой такой материал не оказывал негативного воздействия на другие свойства, такие как низкотемпературная гибкость, как это определяют испытанием по Клашу и Бергу (Clash, Berg).

При создании настоящего изобретения было установлено, что алкилбензоаты с С₉ по С₁₁ вследствие их высоких пределов кипения (>290°С) и низкой вязкости обычно оказывают очень слабое содействие выделению ЛОС из готовой поливинилхлоридной продукции. Так, в частности, С₁₀алкилбензоат с точкой кипения выше 315°С может быть введен в поливинилхлоридные композиции без содействия выделениям ЛОС из готового изделия. Общее количество ЛОС, как это устанавливают с помощью эмиссионной ячейки для полевых и лабораторных испытаний (ЭЯПЛ), определяют как объединенный детекторный отклик в толуольных эквивалентах соединений, элюирующихся между и включая гексан (н-С₆) и гексадекан (н-С₁₆) (европейский стандарт) или октадекан (н-C₁₈) (стандарт скандинавских стран [Норвегия, Швеция]). При создании настоящего изобретения было также установлено, что алкилбензоаты с С₉ по С₁₁ являются особенно многосторонними, когда их используют в качестве пластификаторов и/или уменьшающих вязкость добавок в поливинилхлоридных композициях. При создании настоящего изобретения было установлено, что применение алкилбензоатов обуславливает преимущества в широком диапазоне применений.

Следовательно, объектом настоящего изобретения является пластификатор с динамической вязкостью ниже 15 мПа·с при 20°С и с точкой кипения выше 300°С, который не элюируется на участке ЭЯПЛ, как это определяют по европейскому стандарту ENV: 13419-3 или по скандинавскому стандарту испытания NT Build 438.

При создании настоящего изобретения было установлено, что алкилбензоаты с С₉ по С₁₁, в частности С₁₀алкилбензоаты, обеспечивают создание такого пластификатора, который может быть введен в поливинилхлоридные композиции, и обычно также повышают низкотемпературную гибкость, определяемую испытанием по Клашу и Бергу. При создании настоящего изобретения было также установлено, что применение С₁₀алкилбензоатного пластификатора в смеси с диизононилфталатом, ди-2-пропилгептилфталатом или диизодецилфталатом в соотношении 50/50 в пластизольной композиции, содержащей 60 ч. пластификатора на 100 ч. поливинилхлорида, снижает температуру по Клашу и Бергу по меньшей мере на 9°С в сравнении с композицией целиком на основе соответствующего фталата.

Таким образом, в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения его объектом является пластифицированная поливинилхлоридная композиция, которая не элюируется на участке ЭЯПЛ, как это определяют по европейскому стандарту ENV: 13419-3, включающая поливинилхлорид и от 20 до 200 мас.ч. пластификатора на сто массовых частей поливинилхлорида, причем упомянутый пластификатор включает алкилбензоат с С₉ по С₁₁.

Пластификаторный компонент поливинилхлоридной (ПВХ) композиции в целом составляют из С₉бензоата, и/или С₁₀бензоата, и/или С₁₁бензоата и (в случае присутствия) одного или нескольких пластификаторов (называемых в настоящем описании "основными пластификаторами"), которые отличны от С₉-С₁₁бензоата (бензоатов). Таким образом, в соответствии с изобретением совокупный пластификаторный компонент может состоять только из одного или нескольких С₉-С₁₁бензоатов, без основного пластификатора. Однако в предпочтительном варианте совокупный пластификаторный компонент также включает, в дополнение к одному или нескольким С₉-С₁₁бензоатам, один или несколько основных пластификаторов. Предпочтительное (общее) содержание пластификатора в ПВХ композиции составляет от 20 до 150 мас.ч. пластификатора на сто массовых частей ПВХ (ч./100), более предпочтительно от 20 до 130 ч./100, в частности от 40 до 130 ч./100, а наиболее предпочтительно от 20 до 100 ч./100, в частности от 40 до 100 ч./10. Эти конкретные пропорции С₉-С₁₁бензоата, основного пластификатора и ПВХ в композиции выбирают, основываясь на конкретно используемых пластификаторах и целевых свойствах, которыми должна обладать конечная ПВХ композиция.

При создании настоящего изобретения было установлено, что смешение алкил(с С₉ по С₁₁)бензоатного пластификатора с диизононилфталатом, ди-2-этилгексилтерефталатом, ди-2-пропилгептилфталатом или диизодецилфталатом понижает температуру желатинизации и уменьшает вязкость по Брукфилду. Так, например, при создании настоящего изобретения было установлено, что в случае применения в смеси 50:50 температура желатинизации может быть понижена по меньшей мере на 5°С, а вязкость по Брукфилду может быть понижена по меньшей мере на 60%. Снижение вязкости пластизоля позволяет дополнительно понизить содержание пластификатора, что, в свою очередь, может дополнительно понизить температуру желатинизации на еще от 5 до 10°С.

В совокупности эти эффекты, снижение содержания пластификатора и применение бензоатных пластификаторов в соответствии с настоящим изобретением, позволяют получать продукт с превосходными для переработки характеристиками низкой вязкости, низкого уровня выделений и хорошей устойчивости против образования пятен и износостойкости. С использованием бензоатных пластификаторов по изобретению становится намного легче составлять композицию и получать продукты, которые предназначены для применения внутри помещения и которые также не элюируются на участке ЭЯПЛ по европейскому стандарту ENV: 13419-3 и/или скандинавскому стандарту испытания NT Build 438.

Более высокая пластифицирующая эффективность и более низкая вязкость С₁₀алкилбензоата при его использовании в качестве пластификатора по сравнению с основными или пластификаторами общего назначения, такими как ди-2-этилгексилфталат, ди-2-этилгексилтерефталат, диизононилфталат, диизодецилфталат и ди-2-пропилгептилфталат, позволяет еще больше понизить содержание пластификатора в поливинилхлоридных композициях, преимущественно при применении в таких материалах, как верхние слои настилов.

При создании настоящего изобретения было также установлено, что применение С₁₀алкилбензилбензоата в качестве пластификатора дает возможность добиться гибкости, устанавливаемой в соответствии с определением твердости А и D по Шору [ASTM D2240-2002], сопоставимой с той, которой достигают в случаях композиций на основе только одного основного пластификатора (ди-2-этилгексилфталата или диизононилфталата), с уменьшением количества частей совокупного содержания пластификатора на 100 ч. поливинилхлорида соответственно на 4 и 10%.

Необходимо иметь в виду, что настоящее изобретение относится к концентрациям бензоатных эфиров в пластификаторной смеси, которые обычно дают технические эффекты, т.е. к более чем следовым концентрациям. Изобретение, следовательно, относится к композициям, включающим по меньшей мере 500 мас.ч./млн бензоатов с С₉ по С₁₁ относительно общего количества пластификатора, содержащегося в смеси. Предпочтительная смесь содержит по меньшей мере 1000 ч./млн, более предпочтительно по меньшей мере 0,5 мас.%, а еще более предпочтительно по меньшей мере 1 мас.% бензоатов с С₉ по С₁₁.

Изобретение особенно полезно при получении многослойных покрытий для полов. Второй слой в многослойных покрытиях для полов обычно представляет собой вспененный декоративный слой, по которому выполнена печать, соответствующая целевому внешнему виду покрытия для полов. Требования к этому слою заключаются в том, чтобы добиться высокой скорости химического вспенивания, для которой необходимы быстро плавящиеся пластизоли. Более того требуется однородная вспененная структура, для которой требуется соответствующая вязкость при температуре вспенивания. Чем ниже плотность пененного материала, тем больше получаемый объем, что, таким образом, лучше с экономической точки зрения. Следовательно, необходимо добиться максимально возможной скорости расширения при одновременном сохранении хорошей вспененной структуры при температуре переработки и скорости, которые задают печью для отверждения настила и производственной линией. Многие другие применения поливинилхлорида включают вспенивание, которое требует низкой температуры желатинизации, быстрого плавления пластизоля и однородного вспенивания. Сочетание этих свойств является затруднительным для достижения.

Способная вспениваться ПВХ пастообразная композиция должна также обладать низкой вязкостью для возможности быстрого нанесения. Хотя обычные углеводородные добавки, уменьшающие вязкость, все еще находят применение, они не повышают скорости желатинизации, скорости вспенивания и качества вспененного материала. Более того, применение добавок, уменьшающих вязкость, в более высоких концентрациях ухудшает качество вспененного материала. При создании настоящего изобретения было установлено, что применение бензоатов в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает образование низковязкой пластификаторной системы, которая содействует образованию вспененного материала, обладающего необходимыми свойствами. Соответственно, дополнительным объектом настоящего изобретения является применение алкилбензоата с С₉ по C₁₁ в качестве пластификатора при приготовлении пенообразующих поливинилхлоридных композиций.

Остальные слои винилового настила, как правило, состоят из опорного слоя, такого как стекловолоконная мембрана, пропитанная подстилающим слоем, которая гарантирует сохранение настилом стабильности своих габаритных размеров. Наконец, для звуко- и теплоизоляции может быть предусмотрен слой вспененной подкладки, который обеспечивает упругость, когда на настил оказывают давление такие объекты, как столы и стулья. При наличии этого слоя существует потребность в низкой плотности пененного материала, высокой скорости вспенивания (следовательно, в низкотемпературной желатинизации и быстром плавлении) и низкой вязкости для того, чтобы упростить нанесение. В этом слое также используют обычные добавки, уменьшающие вязкость.

Многослойный материал настила может быть также изготовлен в процессах каландрирования, для которых требования к пластификаторам могут в значительной степени отличаться от тех, которые обсуждались выше.

Другие процессы переработки, для которых применимо настоящее изобретение, включают центробежное формование, литье под давлением и экструзию, и в каждом случае поливинилхлоридная композиция обладает целевыми свойствами, которые достигаются благодаря природе поливинилхлорида, выбору пластификатора и использованию веществ для улучшения технологических свойств. Так, например, в экструзии или каландрировании низкая вязкость и более быстрое плавление, которых добиваются применением алкилбензоатов с С₉ по С₁₁, позволяют, по-видимому, сократить время сухого смешения для приготовления композиции.

В соответствии с одним аспектом композиции, которые являются объектом настоящего изобретения, включают поливинилхлорид, пластификатор, отличный от алкилбензоата с С₉ по С₁₁, и алкилбензоат с С₉ по С₁₁. В предпочтительном варианте алкилбензоат с С₉ по C₁₁ представляет собой С₉- и/или С₁₀алкилбензоат, а в более предпочтительном варианте алкилбензоат с С₉ по С₁₁ представляет собой С₁₀алкилбензоат.

Тем не менее в еще более предпочтительном варианте алкилбензоат с С₉ по С₁₁ содержит самое большее 10 мас.% С9алкилбензоата, как правило, появляющегося только случайно в результате процесса получения спирта или благодаря составу исходного материала для него, предпочтительно самое большее 8%, более предпочтительно самое большее 6 мас.%, в пересчете на общее количество присутствующих бензоатов. Столь низкое содержание С⁹алкилбензоата является целесообразным, поскольку при создании настоящего изобретения было установлено, что при таких достаточно низких содержаниях С₉алкилбензоата пластификатор или композиция, включающая этот пластификатор, также обычно не элюируется в ходе проведения испытания согласно более жесткому скандинавскому стандарту испытания NT Build 438. При этом обычно также уменьшаются летучие выделения из композиции в течение более длительного периода времени. По тем же самым причинам может быть предпочтительным более высокое содержание С₁₁алкилбензоата, такое как по меньшей мере 3 или 5%, предпочтительнее по меньшей мере 15%, более предпочтительно по меньшей мере 30%, еще более предпочтительно по меньшей мере 60%, а наиболее предпочтительно по меньшей мере 80 или даже 90 мас.%, в пересчете на ту же основу. В целесообразном варианте С₁₁алкилбензоат может содержать примерно 13% С₁₀-, 81% С₁₁- и 6% С₁₂алкилбензоата. В упомянутых выше испытаниях на выделения С₁₁алкилбензоат может обеспечивать более высокий запас надежности в сравнении с С₁₀алкилбензоатом и еще больший в сравнении с С₉алкилбензоатом. Однако С₁₁спирт труднее получить проведением обычного оксо- или процесса гидроформилирования вследствие более высокого углеродного числа исходного олефина, что обуславливает более низкую скорость реакции. По этой причине предпочитают использовать С₁₀алкилбензоат.

Когда алкилбензоат с С₉ по С₁₁ представляет собой С₁₀алкилбензоат, в предпочтительном варианте концентрация С₁₀алкилбензоата составляет по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 70%, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 или 85%, или даже 88 мас.%, также в пересчете на ту же основу и не больше 97%, предпочтительно не больше 95, 93, 91 или 90 мас.%. Такой С₁₀алкилбензоат может дополнительно включать по меньшей мере 3 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 5%, а более предпочтительно по меньшей мере 6 мас.% С₁₁алкилбензоата. В целесообразном варианте С₁₀алкилбензоат может содержать примерно 4 мас.% С₉-, 89 мас.% С₁₀- и 7% С₁₁алкилбензоата.

В пределах ряда возможных С₁₀алкилбензоатов бензоат, дериватизированный из 2-пропилгептанола, является более летучим, чем эквивалентная смесь, дериватизированная из изодецилового спирта на ноненовой основе. В предпочтительном варианте С₁₀алкилбензоат по изобретению является таковым, что спирт, полученный гидролизом бензоата по изобретению, содержит меньше 30%, предпочтительно меньше 20%, более предпочтительно меньше 10%, а еще более предпочтительно меньше 8,5 мас.% 2-пропилгептанола. Это обуславливает эффект, состоящий в том, что совокупные летучие выделения из продукта, включая С₁₀алкилбензоат по изобретению, оказываются более низкими, и что физические характеристики конечного продукта, а также его визуальные аспекты остаются неизменными или приемлемыми в течение более длительного периода времени.

В дополнительном предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения его объектом является поливинилхлоридная композиция, обладающая температурой желатинизации на горячем стенде ниже 66°С и вязкостью по Брукфилду при 20°С ниже 2500 мПа·с без потребности в добавках, уменьшающих вязкость.

В более предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения его объектом является поливинилхлоридная композиция, которая при концентрации по меньшей мере 40 ч. алкилбензоата с С₉ по С₁₁ на 100 ч. поливинилхлорида характеризуется температурой по Клашу и Бергу -25°С или ниже. Это значительно ниже даже 12°С или еще ниже, чем у сравнительной композиции на основе чистого ди-2-этилгексилфталата или диизононилфталата.

В более предпочтительном варианте пластизольная композиция содержит по меньшей мере 20 мас.ч. алкилбензоата с С₉ по С₁₁ и совокупный пластификаторный компонент в количестве по меньшей мере 40 ч. на 100 ч. поливинилхлорида. Это, как было установлено, приводит к значительному улучшению устойчивости против образования пятен у изделий, изготовленных из такой композиции, в особенности когда другой пластификатор представляет собой ди-2-этилгексилфталат, диизононилфталат, ди-2-пропилгептилфталат, ди-2-этилгексилтерефталат или диизодецилфталат.

Еще один вариант выполнения настоящего изобретения включает пластификаторное сочетание, включающее алкилбензоат с С₉ по С₁₁ и диалкилфталат с С₇ по C₁₃, а в частности ди-2-этилгексилфталат, диизононилфталат, диизогептилфталат, ди-2-пропилгептилфталат, ди-2-этилгексилтерефталат или диизодецилфталат. В другом варианте композиция включает это пластификаторное сочетание, смешанное с эмульсионным поливинилхлоридом. Предпочтительное значение К (определенное в настоящем описании ниже) поливинилхлорида составляет больше 60.

Композиция по изобретению не только обеспечивает получение пластизоля низкой вязкости и низкой летучести, но также обуславливает дополнительные неожиданные достоинства во время переработки и свойства изделий, изготовленных из этой композиции. Когда в качестве вторичного пластификатора используют алкилбензоат с С₉ по С₁₁, основный пластификатор (пластификаторы), используемый при выполнении изобретения, может представлять собой любой из тех, которые обычно используют для пластификации хлорсодержащих смол. Они включают диалкильные эфиры фталевых ангидридов с одноатомными спиртами, содержащими от 4 до 13 углеродных атомов, дибензоатные эфиры, алифатические эфиры алифатической дикарбоновой кислоты с одноатомными спиртами, содержащими от 3 до 10 углеродных атомов, такие как адипаты, и эфиры циклогександикарбоновых кислот.

Смесь основного пластификатора и алкилбензоата с С₉ по С₁₁ должна содержаться в пластизоле в концентрации выше или по меньшей мере 20 мас.ч.(смеси на 100 мас.ч. смолы, ч./100). Концентрация этой смеси в предпочтительном варианте находится в интервале от 40 до 100 ч./100. Для некоторых случаев применения концентрация смеси может быть значительно выше, и может быть использована концентрация, достигающая 130 ч./100 или больше.

Эффективных улучшений свойств, таких как снижение вязкости, добиваются, когда алкилбензоат содержится при концентрации пластификаторной смеси по меньшей мере 10 мас.%. В предпочтительном варианте алкилбензоат с С₉ по С₁₁ содержится при концентрации смеси основного пластификатора и алкилбензоата с С₉ по С₁₁ от 15 до 90 мас.%. Предпочтительные композиции содержат алкилбензоат с С₉ по С₁₁ при концентрации смеси основного пластификатора и алкилбензоата от 40 до 60 мас.%.

Следовательно, пластизоли по изобретению обеспечивают превосходный баланс свойств. Так, в частности, эти свойства превосходят свойства композиций, в которых применяют обычные добавки, уменьшающие вязкость. Эти свойства включают пониженную летучесть, более низкую температуру желатинизации на горячем стенде, улучшенную совместимость (о чем свидетельствует эксудация) и улучшенный баланс механических свойств. Композиции по изобретению особенно эффективны, когда их используют с газообразующими средствами для изготовления вспененных изделий, поскольку включение алкилбензоата с С₉ по С₁₁ обеспечивает образование высококачественной вспененной структуры.

Следовательно, объектом настоящего изобретения являются улучшенные поливинилхлоридные композиции.

Поливинилхлорид широко используют для многочисленных целей. Поливинилхлорид обычно используют в смеси с пластификатором. Природу поливинилхлорида, природу пластификатора и пропорции обоих материалов выбирают таким образом, чтобы приготовить поливинилхлоридную композицию, обладающую целевыми свойствами для конкретного применения. Примеры основных целей применения пластифицированных поливинилхлоридных композиций включают покрытия проводов и кабелей; применения в других электротехнических изделиях, таких как вилки; пленку, тонкую пленку и обшивку; настил, облицовку стен; кровлю и мембраны. Другие возможности применения включают пленки, такие как стационарные пленки, липкие ленты и сельскохозяйственные пленки. Поливинилхлорид используют также в медицинских целях, в частности пакеты для крови, трубки и крышки для флаконов; другие изделия включают обувь, трубы и желоба, и покрытия для тканей.

В качестве пластификаторов для поливинилхлорида широко используют фталатные эфиры. Примеры применяемых фталатных эфиров включают диизобутилфталат, бутилбензилфталат, диизогептилфталат, диоктилфталат, диизононилфталат, диизооктилфталат, диизогептилфталат, ди-2-этилгексилфталат (ДЭГФ), диизононилфталат, ди-2-пропилгептилфталат и диизодецилфталат. Типичные технические материалы включают пластификаторы серий Jayflex: Jayflex® 77 (ДИГП), Jayflex® DINP и Jayflex® DIDP, доступные на фирме ExxonMobil Chemical, пластификаторы Palatinol®, поставляемые на рынок фирмой BASF, и пластификаторы Vestinol® фирмы Oxeno.

Спирты, из которых дериватизируют пластификаторные сложные эфиры, обычно получают либо олигомеризацией олефинов с последующим гидроформилированием, либо гидроформилированием олефинов с получением альдегидов с последующей димеризацией альдегидов, обычно альдольной конденсацией. Следовательно, алкильные группы сложных эфиров варьируются по размеру и структуре в соответствии со способом и сырыми материалами, применяемыми при получении спиртов. Типичные пластификаторные сложные эфиры содержат алкильные группы, включающие от 5 до 13 углеродных атомов, в частности от 7 до 13 углеродных атомов, и обладают варьируемыми степенями разветвления. Размер и структура алкильных групп помогают определить летучесть и температуру желатинизации пластификатора, вследствие чего их выбирают в соответствии с целью, для которой должен быть использован пластифицированный поливинилхлорид. Так, например, при применении в настилах необходимы устойчивость против образования пятен и низкая летучесть (по меньшей мере поверхностного слоя), и соответствующим образом подбирают алкильные группы.

Используемые в соответствии с настоящим изобретением бензоаты с С₉ по С₁₁ применимы в отношении целого ряда пластифицированных поливинилхлоридных материалов. Они применимы для приготовления полужестких поливинилхлоридных композиций, которые, как правило, содержат от 10 до 40 ч., предпочтительно от 15 до 35 ч., более предпочтительно от 20 до 30 ч., пластификатора на 100 ч. поливинилхлорида. Изобретение применимо также в гибких эластичных поливинилхлоридных композиций, которые, как правило, содержат от 40 до 60 ч., предпочтительно от 44 до 56 ч., более предпочтительно от 48 до 52 ч., на 100 ч. поливинилхлорида. Упоминаемые в настоящем описании части являются массовыми. Однако изобретение особенно применимо в отношении пластизолей, а преимущественно пластизолей, используемых при изготовлении настила и облицовки стен.

Полужесткие композиции, как правило, используют для изготовления труб, некоторых покрытий проводов и кабелей, плиток для настила полов, оконных экранов, пленок, пакетов для крови и медицинских трубок. Эластичные композиции, как правило, используют для изготовления обшивки, обивочного материала, медицинских трубок, садовых шлангов, облицовок бассейнов, водных пластов и т.п. Очень эластичные композиции используют при изготовлении тканей с покрытием, игрушек, подошв обуви и т.п.

Как одна из целей широкое распространение получило применение поливинилхлорида в виде пластизоля. Пластизоль представляет собой текучую среду или пасту, включающую смесь поливинилхлорида и пластификатора, необязательно содержащую различные добавки. Пластизоль используют дл