Смеси дибензоатных пластификаторов
Иллюстрации
Показать всеПластификаторные смеси, содержащие трехкомпонентную композицию, пригодную в комбинации с множеством термопластичных полимеров, термореактивных полимеров и эластомерных полимеров, и для многочисленных применений, в том числе, но не ограничиваясь ими, пластизолей, адгезивов, уплотняющих составов, строительных покрытий, покрытий, эксплуатируемых в промышленных условиях, покрытий, наносимых изготовителем, красок для печати, покровных лаков и т.п. Пластификаторная трехкомпонентная композиция содержит диэтиленгликольдибензоат, дипропиленгликольдибензоат и 1,2-пропиленгликольдибензоат. Преимущества, предоставляемые применением указанной трехкомпонентной смеси, зависят от типа полимера и применения, в котором она используется, и включают, наряду с прочими, более высокую сольватирующую способность, более короткое время обработки, низкое содержание летучих органических соединений, пониженную температуру замерзания пластификатора, улучшенные характеристики гелеобразования и сплавления, более высокий предел прочности при растяжении, отличную устойчивость против образования пятен и устойчивость против экстрагирования, а также улучшенную реологию. 8 н. и 5 з.п. ф-лы, 23 ил., 16 табл.
Реферат
Область техники
[0001] Настоящее изобретение имеет отношение к трехкомпонентной смеси нефталатных пластификаторов, содержащей в определенных пропорциях дибензоатные пластификаторы, все из которых совместимы друг с другом и могут быть использованы в различных областях применения полимеров, традиционно требующих пластификаторов, в том числе, но не ограничиваясь ими, в пластизолях, адгезивах, уплотняющих составах, строительных покрытиях, покрытиях, эксплуатируемых в промышленных условиях, покрытиях, наносимых изготовителем, красках для печати, покровных лаках, других покрытиях, составах для наведения глянца и т.п. Смеси пластификаторов, соответствующие настоящему изобретению, улучшают эксплуатационные свойства полимера, такие как технологичность, устойчивость против образования пятен, устойчивость против экстрагирования. Настоящее изобретение также имеет отношение к полимерным композициям, содержащим трехкомпонентную смесь пластификаторов, таким как пластизоли и адгезивы.
Предпосылки создания изобретения
[0002] Пластификаторы, как полимерные добавки, представляют собой признанные основные добавки и известны уже более ста лет. Большая часть многотоннажных пластификаторов была разработана в течение последних семидесяти лет, главным образом для использования с винилом и другими полимерными веществами. Пластификаторы продаются в значительных объемах и используются более чем любые другие типы добавок в полимеры, в частности в различных областях применения поливинилхлорида (ПВХ (PVC)). Из ПВХ может быть изготовлено огромное количество продуктов, и он пригоден в бесчисленных областях применения. Пластификаторы обеспечивают универсальность для ПВХ и являются ключевыми компонентами и инструментами для разработчика виниловых составов. Они используются для регулировки жесткости (или мягкости), придания устойчивости против образования пятен, изменения механических свойств при растяжении (таких как прочность, удлинение или эластичность) и технологичности, как это необходимо для разнообразных применений, в том числе без ограничения ими применения гибкого винила. Несмотря на то, что были произведены сотни пластификаторов, остались лишь немногие, имеющие приемлемые эксплуатационные свойства в сочетании с винилом или другими полимерными материалами.
[0003] Существует ряд пластификаторов различных типов: 1) универсальные, 2) специального назначения (например, высокоактивные сольватообразователи) и 3) вторичные пластификаторы (масла) и разбавители (например, изодецилбензоат). Пластификаторные добавки доступны в различных альтернативных химических составах.
[0004] Кроме разделения по химическому типу, пластификаторы разделяются на категории и отличаются по своей способности сольватировать дисперсные твердые полимеры, а также изменять температуру гелеобразования и/или температуру сплавления пластизолей. Температуры гелеобразования и сплавления определяют скорость производства и зависят от растворяющей способности пластификатора. Например, температуры гелеобразования и сплавления пластизоля, содержащего дибензоатный пластификатор, будут ниже, чем пластизоля, содержащего универсальный фталат, что обеспечивает возможность повышения скорости обработки в данном конкретном применении.
[0005] Пластификаторы служат в качестве носителя для дисперсии частиц смолы (полимера), такой как ПВХ. Первоначально указанная дисперсия представляет собой двухфазную гетерогенную систему. Использование пластификаторов в полимерных дисперсиях способствует образованию однородных систем, и при нагревании происходит сплавление смеси компонентов полимера. Чем выше растворяющая способность, тем ниже температура, при которой сплавляется гомогенная система, что, в свою очередь, уменьшает время пребывания материала в установке, увеличивает скорость, с которой полимерные композиции могут быть переработаны в конечный продукт, следствием чего является более быстрый, более эффективный и экономичный процесс.
[0006] Универсальные пластификаторы.
[0007] Универсальные пластификаторы представляют собой отличный компромисс между эксплуатационными свойствами и экономией для большинства применений. К некоторым примерам относятся бис(2-этилгексилфталат) (DEHP или DOP), диизононилфталат (DINP), диоктилфталат (DNOP), диизодецилфталат (DIDP), дипропилгептилфталат (DPHP), ди-2-этилгексилтерефталат (DOTP или DEHT) и диизононил-1,2-циклогександикарбоксилат (DIDC или DINCH®) (как описано в патенте США №7,855,430). Универсальные фталаты доминируют в ежегодных объемах продаж и чаще всего выбираются для многокомпонентного гибкого винила.
[0008] Ежегодное производство пластификаторов составляет приблизительно 12 миллиардов фунтов (5443108440 кг), и приблизительно половину указанного объема использованных пластификаторов составляет универсальный фталатный пластификатор DOP, несмотря на проблемы с органами здравоохранения и охраны окружающей среды, возникающие в связи с использованием универсальных фталатов.
[0009] Учитывая пристальное внимание к использованию фталатов, возникает необходимость разработки альтернативных вариантов для фталатов. Как DOTP, так и DIDC являются кандидатами на замену фталата на рынке универсальных пластификаторов. Эти два пластификатора считаются универсальными "нефталатными" пластификаторами "следующего поколения". Хотя DOTP, с химической точки зрения, является фталатом, это не ортофталат, использование которого подвергается все большему регулятивному давлению. Эти альтернативные фталату варианты "следующего поколения" являются жизнеспособными, однако они не всегда обеспечивают желаемые эксплуатационные качества виниловым композициям, особенно в пластизолях (т.е. они имеют более низкую совместимость, низкую скорость, высокую температуру гелеобразования, низкую прочность геля). Смеси пластификаторов могут быть использованы для регулирования эксплуатационных качеств, хотя могут существовать некоторые ограничения данного подхода.
[0010] Наряду с DOTP и DIDC, на рынок универсальных пластификаторов претендуют также устойчивые пластификаторы "зеленых" типов. Примеры охватывают пластификаторы на основе касторового и соевого масла.
[0011] Некоторые варианты применения, однако, требуют эксплуатационных качеств, которые не могут быть достигнуты лишь путем использования универсальных пластификаторов. Одним из таких примеров являются применения, которые требуют более высокой маслостойкости и стойкости к действию растворителей. Универсальные фталаты легко экстрагируются неполярными растворителями, например, гексанами, так что альтернативные варианты пластификаторов были бы намного лучшим выбором. Существует также потребность в пластификаторах, которые являются более активными сольватообразователями для ПВХ и других вариантов применения полимеров.
[0012] Пластификаторы специального назначения.
[0013] Пластификаторы специального назначения были разработаны с целью удовлетворения потребности в высокоактивных сольватообразователях, наиболее популярными из которых являются низкомолекулярные фталаты. Примером такого пластификатора является бутилбензилфталат (ВВР), который часто используется в качестве высокоактивного сольватирующего пластификатора. Ди-н-бутилфталат (DBP) и
диизобутилфталат (DIBP) также являются пригодными высокоактивными сольватирующими пластификаторами специального назначения. Другие примеры нефталатных высокоактивных сольватирующих пластификаторов включают некоторые сложные эфиры лимонной кислоты, сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты и некоторые фосфаты. Дибутилтерефталат (DBTP) и N-алкилпирролидоны также были предложены в качестве высокоактивных сольватирующих пластификаторов специального назначения.
[0014] Все высокоактивные сольватирующие пластификаторы (независимо от типа) удорожают виниловые композиции, чего не происходит в случае использования традиционных универсальных пластификаторов. Даже в этом случае многие из высокоактивных сольватирующих пластификаторов являются фталатами, для которых подыскивают более безопасные альтернативные варианты.
[0015] Пластификаторы на основе бензоатных сложных эфиров.
[0016] Пластификаторы на основе бензоатных сложных эфиров также были разработаны в качестве пластификаторов специального назначения. Бензоатные пластификаторы были признаны с 1940-х годов в качестве полезных пластификаторов для вариантов применения ПВХ, а в последующем было налажено серийное производство некоторые из этих бензоатных пластификаторов. Бензоатные пластификаторы общепризнаны и применяются при использовании ПВХ на протяжении десятилетий. По своей природе бензоатные пластификаторы не являются фталатами, однако они создавались и в особенности внедрялись не поэтому, и использовались задолго до возникновения потребности в альтернативных фталатам вариантах. Бензоатные пластификаторы, наряду с прочими, включают монобензоаты и дибензоаты.
[0017] К монобензоатным сложным эфирам, используемым в качестве пластификаторов, относятся изодецилбензоат, изононилбензоат и 2-этилгексилбензоат. К являющимся "неполными сложными эфирами" монобензоатам относятся дипропиленгликольмонобензоат и диэтиленгликольмонобензоат, которые являются побочными продуктами производства дибензоатов, но которые в большинстве случаев не являются объектами производства. Монобензоаты в общем не относятся к числу высокоактивных сольватообразователей, хотя они могут быть использованы в сочетании с ними. Монобензоаты не являются в той же мере пригодными в качестве пластификаторов как дибензоатные пластификаторы, поскольку они менее совместимы с ПВХ, нежели соответствующий дибензоат. Тем не менее, неполные сложные эфиры совместимы с эмульсионными полимерами, такими как полимеры акрилового и/или винилового сложного эфира.
[0018] Традиционно, дибензоатные пластификаторы хорошо функционируют как высокоактивные сольватирующие пластификаторы и признаются в настоящее время одними из лучших высокоактивных сольватообразователей для различных применений ПВХ. Исторически диэтиленгликольдибензоатные (DEGDB) и дипропиленгликольдибензоатные (DPGDB) сложные эфиры хорошо известны и в прошлом использовались во многих применениях, в том числе в виниловом производстве. DEGDB является отличным пластификатором, но из-за его высокой температуры замерзания были также разработаны смеси с DPGDB, чтобы воспользоваться эффективностью и более низкой стоимостью DEGDB. Несколько лет назад смесь DEGDB, DPGDB и триэтиленгликольдибензоата (TEGDB) была введена в качестве высокоактивной сольватирующей смеси дибензоатов.
[0019] Известный уровень техники.
[0020] Пластификаторы на основе бензоатных эфиров, отдельно или в смеси с другими пластификаторами, доступны в продаже и описаны в литературе и в предшествующих патентах. В данной области техники известны также пластизольные и органозольные композиции, адгезивы, уплотняющие составы, составы для наведения глянца, краски для печати и разнообразные покрытия, содержащие бензоатные пластификаторы.
[0021] Так, например, в патенте США №4,950,702 на имя Arendt раскрыты пластизольные композиции, содержащие поливиниловую смолу, пластифицированную бензоатом дипропиленгликольмонометилового эфира или бензоатом трипропиленгликольмонометилового эфира.
[0022] В патенте США №5,236,987 на имя Arendt раскрыто использование изодецилбензоата в качестве коалесцирующей добавки для использования в красочных композициях и при получении пластизолей.
[0023] В патенте США №5,319,028 на имя Nakamura et al. описана пластизольная композиция, которая содержит смолу ПВХ и пластификатор, используемый самостоятельно либо в комбинации, которая может включать, наряду с прочими пластификаторами, производные гликоля, такие как DEGDB, DPGDB и триэтиленгликоль-ди-(2-этилгексоат).
[0024] Применение дибензоатных эфиров самостоятельно или в комбинации с их соответствующим монобензоатным эфиром описано в патенте США №5,676,742 на имя Arendt et al., в котором раскрыты пластифицированные водные полимерные композиции, пригодные в качестве латексных уплотняющих составов.
[0025] Дибензоатные пластификаторные смеси, используемые в качестве первичного пластификатора для пластизольной композиции, описаны в патенте США №5,990,214 на имя Arendt et al., в котором раскрыты смеси, содержащие дибензоаты как диэтиленгликоля, так и триэтиленгликоля, для использования в пластизолях.
[0026] В патенте США №7,812,080 на имя Arendt et al. описан пластизоль, имеющий дисперсную фазу и жидкую фазу, где жидкая фаза включает дибензоатные пластификаторные смеси, имеющие гидроксильное число приблизительно 30 или больше, что свидетельствует о более высоком содержании являющегося неполным сложным эфиром монобензоата. Утверждается, что предложенные пластизоли эффективно обеспечивают получение вспененной композиции, обладающей улучшенным цветом.
[0027] В патенте США №6,583,207 на имя Stanhope et al. описано добавление по меньшей мере приблизительно 30% (масс.) являющихся неполными сложными эфирами монобензоатов диэтиленгликоля или дипропиленгликоля к дибензоату диэтиленгликоля с получением жидкой смеси при температуре приблизительно 28°C. Аналогично, в патенте США №7,056,966 на имя Stanhope et al. описано добавление по меньшей мере 20% (масс.) по меньшей мере одного являющегося неполным сложным эфиром монобензоата к по меньшей мере одному дибензоату с получением жидкой смеси при температуре приблизительно 28°C. Такие жидкие смеси описаны как эффективные пластификаторы для водных полимерных композиций, например, адгезивов и уплотняющих составов.
[0028] В патенте США №7,071,252 на имя Stanhope et al. описано использование являющихся неполными сложными эфирами монобензоатов в качестве вторичных пластификаторов для неводных и несодержащих растворитель пластизолей, содержащих первичные пластификаторы.
[0029] В патенте США №7,872,063 на имя Strepka et al. описана пленкообразующая композиция (такая как состав для наведения глянца, покрытие, адгезив или краска для печати), содержащая по крайней мере один акриловый или винилацетатный полимер в качестве пленкообразующего компонента в сочетании с пластификаторной смесью, содержащей ароматический дибензоат, DEGDB и DEGMB.
[0030] В патенте США №7,629,413 на имя Godwin et al. описана композиция ПВХ-пластизоля, содержащая C9-C11-алкилбензоаты в сочетании с фталатаыми
пластификаторами для снижения вязкости и сокращения проблем с образованием пятен, связанных с фталатами.
[0031] В патенте США №8,034,860 на имя Arendt et al. описана органозольная и пластизольная композиция, содержащая пластификаторы, которые являются диэфирамн бензойной кислоты и двухатомных спиртов, в сочетании с органическим разбавителем. Сложные моноэфиры бензойной кислоты и одноатомных спиртов описаны также в качестве вспомогательных пластификаторов.
[0032] В US №2009/0036581 на имя Joshi et al. описаны пластификаторы для полимеров на основе смесей моно- и дибензоатов 2,2,4-триметил-1,3-пентандиола, содержащих не менее 87% (масс.) дибензоата, который может быть использован в сочетании с дипропиленгликольбензоатами.
[0033] В целом, бензоатные эфиры, в том числе смеси DPGDB и DEGDB, были использованы во многих применениях. Дибензоатные пластификаторы обеспечивают улучшенную технологичность, быстрое сплавление и устойчивость против образования пятен, наряду с другими свойствами, которые являются благоприятными для многих применений полимеров.
[0034] В центре внимания настоящего изобретения находятся нефталатные высокоактивные сольватообразующие пластификаторные композиции, поскольку универсальные фталатные пластификаторы - хотя и широко используемые, эффективные и экономичные в виниле - не являются эффективными сольватообразователями. Более того, использование фталатов подвергается возросшей критике правительственных учреждений из-за проблем окружающей среды, здоровья и безопасности, связанных с их использованием. И, несмотря на то, что фталатный пластификатор специального назначения, бутилбензилфталат (ВВР), в различных местах обсуждался как идеальный представитель пластификаторов, поскольку он являлся великолепным (высокоактивным) сольватообразователем с низкой вязкостью и желательным реологическим профилем, он тоже в настоящее время не одобряется как потенциальный тератоген и токсин.
[0035] Таким образом, по-прежнему существует необходимость в альтернативных вариантах имеющимся в настоящее время высокоактивным сольватирующим фталатным пластификаторам и, вследствие этого, бензоатные пластификаторы и их смеси являются жизнеспособными альтернативными вариантами из-за их высоких сольватирующих свойств.
[0036] Особый интерес в настоящем изобретении представляют дибензоатные пластификаторы, которые, как указывалось выше, известны и используются в различных применениях благодаря их высоким сольватирующим свойствам. Тем не менее использование дибензоатов в пластизолях может ограничиваться высокой вязкостью пластизолей и нежелательной реологией с течением времени, по мере того как пластификатор продолжает процесс сольватации. По мере старения пластизольной композиции она становится все более и более вязкой. Кроме того, высокоактивные сольватообразующие пластификаторы могут быть менее термостабильными и устойчивыми к ультрафиолетовому излучению. Они также имеют большую плотность по сравнению с универсальными пластификаторами, и отличаются повышенной миграцией по сравнению с пластификаторами универсального типа в случае использования в полимерных продуктах, например, пластизолях.
[0037] Эти ограничения описаны в упомянутом выше патенте №8,034,860 на имя Arendt et al. В указанном патенте №8,034,860 описан пластизоль, содержащий диспергированный полимер и смесь DEG/DPG дибензоатов, следствием применения которой явилось 25-кратное повышение вязкости пластизоля, который оказался слишком вязким для переработки с использованием обычного оборудования. В этом патенте, кроме того, описана пластизольная композиция, содержащая диспергированный полимер, дибензоатные пластификаторы (наряду с прочими) и органический разбавитель (растворитель), где повышения вязкости удалось избежать или уменьшить путем подбора и сочетания компонентов на основе специфических различий между а) параметром растворимости Гильдебранда указанного полимера, и b) средневзвешенной величиной параметров растворимости Гильдебранда органического разбавителя (растворителя), пластификаторов и любых других жидких ингредиентов, присутствующих в пластизоле. Необходимо, чтобы разница между а и b находилась в заданных пределах, чтобы избежать слишком высокой вязкости пластизоля, с одной стороны, или возможности экссудации жидкости из изделий, отформованных из пластизоля, с другой стороны. Указанный пластификатор был выбран из группы, в состав которой входили сложные диэфиры бензойной кислоты и двухатомных спиртов, такого как пропиленгликоль, и олигомерные простые эфиры гликолей, такие как диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль и 1,3-бутандиол, а также сложные диэфиры фталевой кислоты и одноатомных спиртов.
[0038] В ответ на существующие потребности в производстве, использующем ПВХ, была разработана платформа на основе новой трехкомопонентной дибензоатной смеси, которая
может быть оптимизирована для обеспечения эксплуатационных качеств и режимов обработки полимерных композиций и которая обеспечивает улучшение по сравнению с некоторыми традиционными бензоатными пластификаторами и их смесями, в частности, в отношении реологии пластизолей. Новая смесь содержит три дибензоатных пластификатора, которые неожиданно имеют меньшие граничные значения по вязкости, чем можно было бы ожидать, исходя из вязкости отдельных компонентов. Смесь дибензоатных пластификаторов, т.е. DEGDB и DPGDB, в определенных соотношениях, составляет основу трехкомпонентной смеси пластификаторов, соответствующей настоящему изобретению, в сочетании с 1,2-пропиленгликольдибензоатами (PGDB). 1,2-пропиленгликольдибензоат представляет собой известный компонент, ранее использовавшийся самостоятельно только с ПВХ или в пластификаторных смесях, не связанных с трехкомпонентной смесью, соответствующей настоящему изобретению. 1,2-пропиленгликольдибензоат был также известен как ароматизатор для напитков, как описано в патенте США №3,652,291 на имя Bedoukian.
[0039] Трехкомпонентная смесь, соответствующая настоящему изобретению, пригодна в качестве высокоактивного сольватирующего пластификатора в применениях пластизолей и, неожиданно, указанное сочетание обеспечивает более низкую вязкость и улучшенные реологические характеристики пластизолей по сравнению с тем, что можно было бы ожидать, исходя из реологических характеристик каждого из отдельных компонентов трехкомпонентной смеси. Новая трехкомпонентная смесь совместима и эффективна при использовании в пластизольных составах, и обеспечивает улучшенную технологичность, независимо от того, используется ли она в качестве первичного пластификатора или в качестве сочетающегося пластификатора в сочетании со слабосольватирующими пластификаторами. Новая трехкомпонентная смесь DPGDB, DEGDB и PGDB в прошлом не использовалась.
[0040] Основное внимание в настоящем изобретении обращается на использование смеси, соответствующей настоящему изобретению, при разработке новых рецептур пластизолей для использования в применениях в напольных покрытиях. Однако настоящее изобретение не ограничивается применениями в напольных покрытиях. Трехкомпонентная пластификаторная смесь, соответствующая настоящему изобретению, может использоваться индивидуально или в смесях с другими пластификаторами в применениях, которые охватывают, но ими не ограничиваются: адгезивы, уплотняющие составы, строительные покрытия, покрытия, эксплуатируемые в промышленных условиях, покрытия, наносимые изготовителем, пластизоли других типов, герметизирующие
составы, покровные лаки, составы для наведения глянца, краски для печати, компаундируемый в расплавленном состоянии винил, полисульфиды, полиуретаны, эпоксидные смолы, стиролизованные акрилаты и их комбинации. Другие применения будут очевидны специалисту в данной области техники на основании описания, приведенного в настоящем документе.
[0041] Основные варианты применения трехкомпонентной смеси, соответствующей настоящему изобретению, включают:
[0042] ПВХ: было показано, что трехкомпонентная смесь, соответствующая настоящему изобретению, представляет собой высокоактивный сольватирующий пластификатор с неожиданно более низкой вязкостью, чем можно было бы ожидать, исходя из вязкости отдельных компонентов.
[0043] Покрытия: было показано, что трехкомпонентная смесь, соответствующая настоящему изобретению, пригодна для применения в технологии нанесения покрытий, прежде всего как коалесцирующая добавка с низким содержанием летучих органических соединений, имеющая отличную совместимость с полимерами, используемыми в производстве строительных покрытий и покрытий, эксплуатируемых в промышленных условиях. Этот вариант применения является предметом одновременно рассматриваемой заявки. Трехкомпонентная смесь, соответствующая настоящему изобретению, также может использоваться в других покрытиях и пленкообразующих композициях, таких как составы для наведения глянца, краски для печати и покровные лаки, наряду с прочими.
[0044] Адгезивы: трехкомпонентная смесь, соответствующая настоящему изобретению, обладает высокой совместимостью, имеет хорошую вязкостную характеристику и снижает Tg (температуру стеклования).
[0045] Герметизирующие и уплотняющие составы.
[0046] Предметом настоящего изобретения является предоставление нефталатной пластификаторной композиции для использования в качестве первичного пластификатора или в качестве пластификатора специального назначения в полимерных композициях, традиционно требующих пластификаторов, в том числе без ограничения ими, в применениях ПВХ.
[0047] Еще одним предметом настоящего изобретения является предоставление нефталатной пластификаторной композиции, совместимой с широким спектром полимерных композиций, обладающей высокими сольватирующими свойствами, и пригодной в качестве сочетающегося пластификатора специального назначения для улучшения совместимости и технологичности слабосольватирующих пластификаторов.
[0048] Еще одним предметом настоящего изобретения является предоставление нефталатной пластификаторной композиции для использования в пластизолях, обладающей высокими сольватирующими свойствами с одновременным сведением до минимального уровня сопутствующих недостатков, высокой вязкости и плохой реологии, связанных с использованием высокоактивных сольватообразователей в пластизолях.
[0049] Еще одним предметом настоящего изобретения является предоставление пластизольного состава с использованием нефталатного пластификатора, который обеспечивает возможность более быстрой обработки и достижение экономической эффективности.
[0050] Еще одним предметом настоящего изобретения является предоставление пластизольного состава с использованием нефталатного пластификатора, который обеспечивает более высокий предел прочности на растяжение, устойчивость против образования пятен и устойчивость против экстрагирования.
[0051] Еще предметами настоящего изобретения является предоставление адгезивного состава и покровного лака с использованием трехкомпонентной смеси нефталатных пластификаторов, соответствующей настоящему изобретению.
[0052] Другие предметы настоящего изобретения будут очевидны из приведенного описания.
Краткое изложение сущности изобретения
[0053] Пластификаторные смеси, соответствующие настоящему изобретению, содержат уникальные смеси трех дибензоатных эфиров: диэтиленгликольдибензоата (DEGDB), дипропиленгликольдибензоата (DPGDB) и 1,2-пропиленгликольдибензоата (PGDB). Эти пластификаторы совместимы друг с другом и с различными полимерами, такими как эластомеры, термопласты и термореактивные пластики; такими, например, как поливинилхлорид и его сополимеры, различные полиуретаны и их сополимеры, различные полиакрилаты и их сополимеры, различные полисульфиды и их сополимеры, различные эпоксидные смолы и их сополимеры, и винилацетат и его сополимеры.
[0054] Трехкомпонентная пластификаторная смесь, соответствующая настоящему изобретению, действует в применениях ПВХ как высокоактивный сольватообразователь, но с неожиданно низкой вязкостью и улучшенными реологическими характеристиками упомянутых применений ПВХ, чем следовало бы ожидать, исходя лишь из отдельных компонентов трехкомпонентной смеси.
[0055] В одном из вариантов осуществления изобретения настоящее изобретение представляет собой новую пластизольную композицию, содержащую полимер, диспергированный в жидкой фазе, состоящей из трехкомпонентной смеси, соответствующей настоящему изобретению, где вязкость пластизоля ниже чем та, которую можно было бы ожидать при использовании PGDB, смешанного со смесью (4:1) DEGDB/DPGDB.
[0056] В другом варианте своего осуществления настоящее изобретение представляет собой адгезивную композицию, содержащую полимер, диспергированный в жидкой фазе, состоящей из трехкомпонентной смеси, соответствующей настоящему изобретению, где Tg адгезива неожиданно ниже чем температура, достигаемая при использовании только PGDB, и аналогична температуре, достигаемой со смесью (4:1) DEGDB/DPGDB. Трехкомпонентная пластификаторная смесь, соответствующая настоящему изобретению, более эффективна, чем только один PGDB, для размягчения адгезивного полимера, следствием чего является продуктивность производства и уменьшение расходов.
[0057] В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой традиционную композицию для покрытия, содержащую полимер, диспергированный в жидкой фазе, состоящей из трехкомпонентной смеси, соответствующей настоящему изобретению, где содержание летучих органических соединений существенно снижено по сравнению с другими обычными коалесцирующими добавками и пластификаторами.
[0058] В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой композицию краски для печати или покровного лака, содержащую полимер, диспергированный в жидкой фазе, состоящей из трехкомпонентной смеси, соответствующей настоящему изобретению.
[0059] Улучшенные свойства, связанные с использованием трехкомпонентной пластификаторной смеси, описанной в настоящем документе, включают эффективное снижение Tg (для адгезивов), более короткое время обработки, чем достигаемое при использовании универсальных пластификаторов, снижение температуры замерзания пластификатора, снижение температуры гелеобразования и сплавления, низкое содержание летучих органических соединений, неожиданная более низкая вязкость при применении, более высокий предел прочности при растяжении по сравнению с достигаемым с универсальными фталатами, а также великолепная устойчивость против образования пятен и устойчивость против экстрагирования.
В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение представляет собой пластификаторную трехкомпонентную композицию, содержащую:
а) диэтиленгликольдибензоат в количестве от приблизительно 10% (масс.) до приблизительно 89% (масс), b) дипропиленгликольдибензоат в количестве от приблизительно 1% (масс.) до приблизительно 50% (масс), и с) 1,2-пропиленгликольдибензоат в количестве от приблизительно 10% (масс.) до приблизительно 89% (масс), от общей массы трехкомпонентной композиции, причем указанная трехкомпонентная композиция пригодна либо самостоятельно, как первичный пластификатор, либо в качестве сочетающегося пластификатора.
В другом варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой пластификаторную трехкомпонентную композицию, в которой количество диэтиленгликольдибензоата составляет по меньшей мере приблизительно 60% (масс), количество дипропиленгликольдибензоата составляет по меньшей мере приблизительно 10% (масс), и количество 1,2-пропиленгликольдибензоата составляет по меньшей мере приблизительно 20% (масс).
В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой пластификаторную трехкомпонентную композицию, в которой смесь содержит 80% (масс) смеси диэтиленгликольдибензоата и дипропиленгликольдибензоата, причем соотношение DEGDB/DPGDB составляет приблизительно 4:1, и 20% (масс.) 1,2-пропиленгликольдибензоата, от общей массы пластификаторной трехкомпонентной композиции.
В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой пластификаторную трехкомпонентную композицию, дополнительно содержащую пластификатор, выбранный из группы, состоящей из фталатных сложных эфиров; фосфатных сложных эфиров; адипатных, азелаинатных, олеатных и себацинатных соединений; сукцинатов; терефталатов; 1,2-циклогександикарбоксилатов; пластификаторов эпоксидных смол; сложных эфиров жирных кислот; производных гликолей; сульфаниламидов; сложных эфиров целлюлозы; фенольных смол; аминосмол; амидньгх и белковых пластмасс; углеводородов и углеводородных производных; монобензоатов; 2,2,4-триметил-1,3-пентандиолдиизобутирата и их смесей.
В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение представляет собой пластизольную композицию, содержащую: а) дисперсную фазу из органического полимера, причем упомянутый органический полимер включает гомополимеры и сополимеры поливинилхлорида, винилацетата, винилацетатэтилена, винилиденхлорида, диэтилфумарата, диэтилмалеата, поливинилбутираля, полиуретанов, полисульфидов, нитроцеллюлозы, поливинилацетата, полиакрилатов, полиалкилметакрилатов, ароматических метакрилатов, алкилакрилатов, акриловых кислот, стиролизованных полиакрилатов, эпоксидных смол, фенол-формальдегидных смол, или меламинов, или их смеси; и b) жидкую фазу, нефталатную высокоактивную сольватирующую пластификаторную трехкомпонентную смесь, содержащую диэтиленгликольдибензоат, дипропиленгликольдибензоат и 1,2-пропиленгликольдибензоат.
В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой пластизольную композицию, в которой количество органического полимера в дисперсной фазе составляет 100 массовых частей, и количество пластификаторной трехкомпонентной смеси составляет от приблизительно 1 массовой части до приблизительно 300 массовых частей на каждые 100 массовых частей полимера.
В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой пластизольную композицию, в которой количество пластификаторной трехкомпонентной смеси составляет приблизительно 70 массовых частей на каждые 100 массовых частей полимера.
В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение представляет собой композицию для покрытия, содержащую: а) акриловый полимер, винил-акриловый полимер, сополимер винилацетата и этилена или стиролизованный акриловый полимер, или любую их комбинацию, b) пластификаторную трехкомпонентную композицию, соответствующую настоящему изобретению, с) одну или несколько добавок для покрытия; и d) факультативно, пластификатор или коалесцирующую добавку.
В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение представляет собой адгезивную композицию, содержащую: а) поливинилацетат, сополимер поливинилацетата и этилена или их смеси; b) пластификаторную трехкомпонентную композицию, соответствующую настоящему изобретению; и с) по меньшей мере одну добавку для адгезивной композиции.
В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение представляет собой уплотняющий или герметизирующий состав, содержащий: латексный полимер, пластификаторную трехкомпонентную композицию, соответствующую настоящему изобретению, факультативно наполнитель и по меньшей мере одну добавку для уплотняющего или герметизирующего состава.
В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение представляет собой пластизольную краску для печати, содержащую пластификатор, соответствующий настоящему изобретению.
В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение представляет собой покровный лак для использования в полиграфических применениях, содержащий пластификатор, соответствующий настоящему изобретению.
В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение представляет собой способ получения пластизольной композиции, включающий такие стадии: а) смешивание диэтиленгликольдибензоата, дипропиленгликольдибензоата и 1,2-пропиленгликольдибензоата с получением пластификаторной трехкомпонентной смеси; и b) диспергирование ПВХ или акрилового полимера в упомянутой пластификаторной трехкомпонентной смеси.
Краткое описание фигур
[0060] Фиг.1 - это диаграмма, на которой показана вязкость по Брукфильду (20 оборотов в минуту, 23°C) трехкомпонентной смеси, соответствующей настоящему изобретению, по сравнению с DINP, DIDC или DINCH®, ВВР, дибензоатной двухкомпонентной смесью (DEGDB/DPGDB) и PGDB.
[0061] Фиг.1А - это диаграмма, на которой показано соотношение значений вязкости 7 день/исходная вязкость для трехкомпонентной смеси, соответствующей настоящему изобретению, по сравнению с DINP, DIDC ВВР, дибензоатной двухкомпонентной смесью и PGDB.
[0062] Фиг.2 - это 1-дневное исследование скорости сдвига (70 PHR (частей пластификатора на 100 частей смолы)), отражающее результаты, полученные для трехкомпонентной смеси, соответствующей настоящему изобретению, DINP, DIDC, ВВР, дибензоатной двухкомпонентной смеси (DEGDB/DPGDB) и PGDB.
[0063] Фиг.3 - это график, на котором показаны кривые гелеобразования/сплавления для трехкомпонентной смеси, соответствующей настоящему изобретению, DINP, DIDC, ВВР, дибензоатной двухкомпонентной смеси (DEGDB/DPGDB) и PGDB.
[0064] Фиг.4 - это диаграмма, на которой показаны данные твердости по Шору А для трехкомпонентной смеси, соответствующей настоящему изобретению, дибензоатной двухкомпонентной смеси (DEGDB/DPGDB), DINP, DIDC и ВВР.
[0065] Фиг.5а - это диаграмма, на которой показаны предел прочности на растяжение (фунты/дюйм.кв.) для трехкомпонентной смеси, соответствующей настоящему изобретению, дибензоатной двухкомпонентной смеси (DEGDB/DPGDB), PGDB, DINP, DIDC и ВВР.
[0066] Фиг.5b - это диаграмма, на которой