Технологические добавки и их применения в ротационном формовании

Технологические добавки и их применения в ротационном формовании

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки создания изобретения

1. Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в общем и целом относится к получению полых изделий с применением процесса ротационного формования. Более конкретно, настоящее изобретение относится к добавкам, описанным в этом документе ниже, и к их применению в таких процессах для улучшения продолжительности цикла формования (то есть, сокращения времени отверждения) при одновременном поддержании стабильности процесса в более широком диапазоне температур.

2. Описание материалов, использованных при экспертизе заявки

Ротационное формование, или ротоформование, представляет собой процесс формования при высокой температуре, при низком давлении, в котором используется нагревание и двухосное вращение для изготовления полых, цельных деталей, обычно выполненных из пластика. Такие пластиковые полые детали, обычно изготовленные с использованием процесса ротоформования, включают, например, контейнеры для бензина, контейнеры для мусора, емкости для хранения сельскохозяйственной продукции, септические емкости, игрушки и спортивные товары, такие как каяки.

Процесс выполняют путем введения загрузки (навески) тонко измельченной пластиковой смолы в пресс-форму типа «ракушки», затем путем вращения пресс-формы (обычно на двух осях) при одновременном нагревании ее до температуры, превышающей температуру плавления пластиковой смолы. Расплавленный пластик течет через полость пресс-формы под действием сил, обусловленных вращением установки. Вращение продолжается в течение времени, достаточного для обеспечения условий покрытия поверхности пресс-формы расплавленным пластиком. Затем пресс-форму охлаждают для того, чтобы обеспечить остывание пластика с превращением в твердое вещество. Конечная стадия цикла формования представляет собой удаление детали из установки ротоформования.

Время, требуемое для завершения цикла формования, зависит от объемных свойств пластика, подвергаемого формованию. Например, специалистами в данной области признано, что пластиковая смола, которую загружают в пресс-форму, предпочтительно, является тонко измельченной (то есть, является растертой в порошок) и имеет высокую объемную плотность и узкое распределение по размеру частиц, что облегчает «свободное течение» смолы.

Будет также понятно, что физические свойства ротоформованной детали зависят от использования подходящей продолжительности цикла формования, где «недодержанные» детали имеют плохие прочностные свойства, а «передержанные» детали страдают от плохого внешнего вида (цвет «жженой» поверхности), и/или от ухудшения прочностных свойств. Желательно иметь короткий цикл формования (с тем, чтобы улучшить производительность дорогой установки для ротоформования) и широкое технологическое окно. В связи с вышеизложенным, ротоформующаяся композиция идеально обеспечивает «надлежащим образом изготовленные» детали за короткий период времени, но не становится «передержанной» в течение длительного периода времени.

Следовательно, отрезок времени, в течение которого заполненная смолой пресс-форма находится в сушильной камере (печи), является критическим, так как, если оставлять пресс-форму в сушильной камере на слишком долгий период времени, полимер будет желтеть и/или будет подвергаться деструкции, что отрицательно скажется на механических и/или физических свойствах сформованного изделия (например, снизится ударная прочность). Если период времени, в течение которого заполненная смолой пресс-форма находится в сушильной камере, является слишком коротким, то спекание и выкладка расплавленного полимера будут неполными, что отрицательно скажется на конечных физических и/или механических свойствах сформованного изделия. Таким образом, существует всего лишь узкий температурный и/или временной диапазон для достижения желательных механических и/или физических свойств сформованного изделия (то есть, технологическое окно). В соответствии с вышеизложенным, было бы преимущественно расширить/увеличить это технологическое окно с тем, чтобы детали, которые были изготовлены с более длительными периодами времени цикла пребывания в сушильной камере, будут по-прежнему демонстрировать оптимальные механические и/или физические свойства.

Для стабилизации полиолефинового материала и для эффективного снижения вырабатывания микроструктурных дефектов во время цикла нагревания процесса ротоформования известны и используются в процессе ротоформования различные добавки, которые отрицательно влияют на сформованное изделие. Также известно, что некоторые из этих добавок влияют на продолжительность всего цикла процесса ротоформования. См., например, Botkin et al., 2004 «An additive approach to cycle time reduction in rotational molding», Society of Plastics Engineers Rotomolding Conference; Session 2. Например, использование комбинаций стабилизаторов, состоящих из фосфитов или фосфонитов и пространственно затрудненных фенолов, в полиолефинах является общеизвестным. Такие смеси фенолов/фосфитов или фосфонитов (например, антиоксидант CYANOX® 2777 (доступный для приобретения в Cytec Industries Inc., Woodland Park NJ)) будут стабилизировать смолу в сушильной камере в течение более длительного периода времени (что дает в результате более широкое технологическое окно), но требуют более длительного периода времени пребывания в сушильной камере для достижения максимальных физических свойств (что приводит к более длительному периоду времени всего цикла). Другие композиции стабилизаторов (например, гидроксиламинные производные, смешанные с фосфитами и/или фосфонитами и HALS (светостабилизаторы на основе пространственно затрудненных аминов)), предусматривают более быстро протекающую полимеризацию и менее длительные периоды времени отверждения смол, но технологическое окно остается очень узким. Например, улучшения, касающиеся расширения технологического окна, в результате применения пространственно затрудненных аминов раскрыты в публикации США № 2009/0085252.

В соответствии с вышеизложенным, ротационное формование полиолефиновых смол требует дополнительных улучшений, касающихся снижения периода времени всего цикла. Композиция стабилизаторов, которая эффективно снижает период времени спекания и выкладки полимерного расплава (при уменьшенном периоде времени цикла пребывания в сушильной камере), при одновременном сохранении широкого технологического окна, была бы полезным техническим прогрессом, и нашла бы быстрое применение в промышленности, использующей ротационное формование. Более короткие периоды времени цикла могли привести к большему выходу продукции, к более высокой эффективности производства, и, следовательно, к меньшему потреблению энергии.

Составы, демонстрирующие расширенное технологическое окно, было бы легче перерабатывать, без проблем, касающихся передержки при отверждении и потенциала в отношении ухудшения механических свойств получающейся в результате детали. Кроме того, составы, демонстрирующие как расширенное технологическое окно, так и более короткий период времени всего цикла, могли бы позволить формовщикам/формовочным машинам изготавливать детали различной толщины за один и тот же период времени, что дополнительно увеличило бы производительность.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Открытие, описанное подробно в этом документе ниже, обеспечивает композиции стабилизаторов и способы применения таковых для снижения периода времени технологического цикла без уменьшения технологического окна в процессах с применением ротационного формования, имеющих отношение к полиолефиновым изделиям. Эти композиции стабилизаторов и способы эффективно снижают период времени пребывания в сушильной камере, необходимый для достижения оптимальных физических и/или механических свойств, в результате чего уменьшаются периоды времени технологического цикла процесса ротоформования и, как следствие, увеличивается выход продукции и эффективность производства, и снижается энергопотребление.

В соответствии с вышеизложенным, в одном аспекте изобретение обеспечивает способ снижения периода времени технологического цикла и/или поддержания широкого технологического окна в процессе ротационного формования для получения полимерного полого изделия, путем подвергания полимерной композиции и полимер-стабилизирующего количества композиции стабилизаторов процессу ротационного формования, где композиция стабилизаторов включает:

i) по меньшей мере, одно соединение на основе хроманов в соответствии с формулой V

где

R₂₁ означает заместитель, который может быть одинаковым или отличающимся в положениях от 0 до 4 ароматической части формулы V, и может быть независимо выбран из:

С₁-С₁₂ гидрокарбила;

NR'R'', где каждый заместитель из R' и R'' независимо выбирают из Н и С₁-С₁₂-гидрокарбила; и

OR₂₇, где R₂₇ выбирают из: Н; С₁-С₁₂-гидрокарбила; COR'''; и Si(R₂₈)₃, где R''' выбирают из Н и С₁-С₂₀-гидрокарбонат; и, где R₂₈ выбирают из С₁-С₁₂-гидрокарбила и алкоксигруппы;

R₂₂ выбирают из: Н; и C₁-C₁₂-гидрокарбила;

R₂₃ выбирают из Н; и C₁-C₂₀-гидрокарбила; и

каждый заместитель из R₂₄-R₂₅ независимо выбирают из: Н; С₁-С₁₂-гидрокарбила; и OR'''', где R'''' выбирают из Н и С₁-С₁₂-гидрокарбила; и

R₂₆ представляет собой Н, или связь, которая вместе с R₂₅ образует =О.

В другом аспекте изобретение обеспечивает способы изготовления полимерного полого изделия, путем а) заполнения пресс-формы полимерной композицией и полимер-стабилизирующим количеством композиции стабилизаторов, включающей в себя, по меньшей мере, соединение на основе хромана согласно Формуле V (как описано выше), b) вращения пресс-формы вокруг, по меньшей мере, 1 оси, при одновременном нагревании пресс-формы в сушильной камере, в результате чего композиция подвергается сплавлению и распределяется по стенкам пресс-формы; с) путем охлаждения пресс-формы; и d) раскрытия пресс-формы для удаления получающегося в результате продукта, в результате чего получают полимерное полое изделие.

В другом аспекте изобретение обеспечивает композицию стабилизаторов, содержащую:

а) по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы органических фосфитов и фосфонитов;

b) по меньшей мере одно пространственно затрудненное фенольное соединение; и

с) от 0,001 до 5% по массе относительно общей массы по меньшей мере одного соединения на основе хромана согласно Формуле V (которая описана выше).

В другом аспекте, изобретение обеспечивает композицию стабилизаторов, содержащую

а) по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы органических фосфитов и фосфонитов;

b) по меньшей мере одно пространственно затрудненное фенольное соединение; и

с) по меньшей мере одно соединение на основе хромана согласно формуле V (которая описана выше).

В дополнительных других аспектах, изобретение обеспечивает наборы для стабилизирования полиолефиновой композиции для использования в процессе ротоформования, включающие в одном или более контейнерах полимер-стабилизирующее количество композиции стабилизаторов, которая описана в этом документе, а также обеспечивает ротоформованные изделия, которые изготавливают в соответствии с процессами, описанными в этом документе, или, которые содержат композицию стабилизаторов, описанную в этом документе.

Эти и другие цели, признаки и преимущества этого изобретения будут вытекать со всей очевидностью из последующего подробного описания различных аспектов изобретения, рассматриваемых во взаимосвязи с прилагаемыми фигурами и примерами.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 иллюстрирует среднюю работу разрушения (MFE) ротоформованных деталей, изготовленных с применением контрольной системы стабилизаторов (♦) относительно системы стабилизаторов с низким содержанием фенолов (▲) относительно технологической системы стабилизаторов согласно изобретению (■). Как можно увидеть, ротоформованная деталь, в состав которой входит система стабилизаторов согласно изобретению (■), получает самое высокое значение MFE (которое определено по методике Низкотемпературного Испытания на ударную прочность падающим стержнем) при более коротком промежутке времени ротационного формования (задается максимальной температурой внутреннего воздуха) в сравнении с ротоформованной деталью, в состав которой входит либо контрольная система стабилизаторов (♦), либо система стабилизаторов с низким содержанием фенолов (▲). Кроме того, ротоформованная деталь, имеющая состав согласно изобретению, неожиданно сохраняет более высокое значение MFE при более длительных периодах времени пребывания в сушильной камере, чем ротоформованные детали, в состав которых входит либо контрольная система стабилизаторов, либо система стабилизаторов с низким содержанием фенола. Соответственно, преимущество использования системы стабилизаторов в соответствии с настоящим изобретением в ротационном процессе формования возникает благодаря использованию соединений на основе хромана, но не благодаря использованию низких количеств фенолов/фосфитов.

Фиг.2А-В иллюстрируют значение MFE для ротоформованных деталей толщиной 1/4", изготовленных с применением контрольной системы стабилизаторов (♦) и системы стабилизаторов согласно изобретению (■) в смоле ЛПЭНП (LLDPE), предоставляемой конкретным поставщиком (смола 1), и показатель пожелтения аналогичных ротоформованных деталей в зависимости от максимальной температуры внутреннего воздуха.

Фиг.3А-В иллюстрируют значение MFE для ротоформованных деталей толщиной 1/4", изготовленных с применением контрольного/известного из существующего уровня техники стабилизатора (♦); системы стабилизаторов согласно изобретению (■); и второго контрольного/известного из существующего уровня техники стабилизатора (▲) в смоле ЛПЭНП (LLDPE), предоставляемой другим поставщиком (смола 2), и показатель пожелтения аналогичных ротоформованных деталей в зависимости от максимальной температуры внутреннего воздуха.

Подробное описание конкретных вариантов осуществления данного изобретения

Как кратко изложено выше, композиции и способы/процессы с применением таковых, которые теперь были обнаружены и раскрыты в этом документе, в первую очередь являются неожиданно полезными для достижения оптимальных физических и/или механических свойств ротоформованного полого изделия за более короткий период времени пребывания в сушильной камере (то есть, продолжительность цикла) в сравнении с теми ротоформованными изделиями, которые изготовлены с применением коммерчески доступных в текущее время упаковок со стабилизатором полимера. Кроме того, способы и композиции, раскрытые в этом документе, дополнительно (и неожиданно) обеспечивают более широкое/увеличенное технологическое окно, в пределах которого могут быть получены желательные конечные свойства ротоформованного изделия, прежде, чем ухудшатся физические и/или механические свойства.

Определения

Применяемые выше и на всем протяжении раскрытия, следующие термины предоставлены в помощь читателю. Если не определено иное, то все термины, касающиеся данной области, примечания и другая научная терминология, используемые в этом документе, как подразумевается, имеют значения, обычно понимаемые специалистами в области химии. Как используют в этом документе и в прилагаемых пунктах формулы, формы единственного числа включают ссылки на формы множественного числа, если контекст не диктует ясно иное.

На протяжении этого описания изобретения, термины и заместители получают свои определения. Полный список сокращений, применяемый химиками-органиками (то есть, средними специалистами в данной области) появляется в первом выпуске каждого тома Journal of Organic Chemistry. Список, который обычно представляют в таблице под заголовком «Standard List of Abbreviations», включен в этот документ посредством ссылки.

Термин «гидрокарбил» представляет собой родовой термин, охватывающий алифатические, алициклические и ароматические группы, имеющие полностью углеродный остов и состоящие из атомов углерода и водорода. В некоторых случаях, как определено в этом документе, один или более атомов углерода, составляющих углеродный остов, могут быть заменены или прерваны заданным атомом или заданной группой атомов, например, одним или несколькими гетероатомом(ами), выбранными из N, O, и/или S. Примеры гидрокарбильных групп включают алкильные, циклоалкильные, циклоалкенильные, карбоциклические арильные, алкенильные, алкинильные, алкилциклоалкильные, циклоалкилалкильные, циклоалкенилалкильные, и карбоциклические арилалкильные, алкиларильные, арилалкенильные и арилалкинильные группы. Такие гидрокарбильные группы также могут быть необязательно замещены одним или более заместителями, которые определены в этом документе. В соответствии с этим, химические группы или фрагменты, рассматриваемые в описании изобретения и в пунктах формулы, следует понимать как включающие замещенные или незамещенные формы. Примеры и предпочтения, выраженные ниже, также применяются к каждой из гидрокарбильных групп-заместителей или гидрокарбил-содержащих групп-заместителей, упоминаемых в различных определениях заместителей соединений с формулами, описанными в этом документе, если контекст не указывает иное.

Предпочтительные неароматические гидрокарбильные группы являются насыщенными группами такими как алкильные и циклоалкильные группы. Как правило, и в качестве примера, гидрокарбильные группы могут иметь вплоть до пятидесяти атомов углерода, если контекст не требует иное. Гидрокарбильные группы с 1-30 атомами углерода являются предпочтительными. В пределах подгруппы, включающей гидрокарбильные группы, имеющие 1-30 атомов углерода, конкретные примеры представляют собой С_1-20-гидрокарбильные группы, такие как С_1-12-гидрокарбильные группы (например, С_1-6-гидрокарбильные группы или С_1-4-гидрокарбильные группы), где конкретные примеры включают отдельно взятое значение или комбинацию значений, выбранных из С₁-С₃₀-гидрокарбильных групп.

Алкил, как подразумевается, включает линейные, разветвленные или циклические углеводородные структуры и их комбинации. Низший алкил относится к алкильным группам с 1-6 атомами углерода. Примеры низших алкильных групп включают метил, этил, пропил, изопропил, бутил, втор.- и трет-бутил, и тому подобное. Предпочтительные алкильные группы представляют собой алкильные группы с С₃₀ или менее.

Алкоксигруппа или алкоксиалкил относится к группам, имеющим от 1 до 20 атомов углерода, с прямой, разветвленной, циклической конфигурацией, и их комбинациям, прикрепленным к исходной структуре через кислород. Примеры включают метоксигруппу, этоксигруппу, пропоксигруппу, изопропоксигруппу, циклопропилоксигруппу, циклогексилоксигруппу и тому подобное.

Ацил относится к формилу и к группам, имеющим 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 12 атомов углерода, с прямой, разветвленной, циклической конфигурацией, которые являются насыщенными, ненасыщенными и ароматическими, и к их комбинациям, прикрепленным к исходной структуре через карбонильную функциональную группу. Примеры включают ацетил, бензоил, пропионил, изобутирил, трет-бутоксикарбонил, бензилоксикарбонил и тому подобное. Низший ацил относится к группам, содержащим от одного до шести атомов углерода.

Ссылки на «карбоциклические» или «циклоалкильные» группы, которые используют в этом документе, будут включать, если контекст не указывает иное, как ароматические, так и неароматические кольцевые системы. Так, например, термин включает в рамках своей широты охвата ароматические, неароматические, ненасыщенные, частично насыщенные и полностью насыщенные карбоциклические кольцевые системы. В общем, такие группы могут быть моноциклическими или бициклическими и могут содержать, например, 3-12 кольцевых членов, чаще 5-10 кольцевых членов. Примеры моноциклических групп представляют собой группы, содержащие 3, 4, 5, 6, 7 и 8 кольцевых членов, еще чаще 3-7, и предпочтительно 5 или 6 кольцевых членов. Примерами бициклических групп являются группы, содержащие 8, 9, 10, 11 и 12 кольцевых членов, и еще чаще 9 или 10 кольцевых членов. Примеры неароматических карбоциклических/циклоалкильных групп включают цикло-пропил, цикло-бутил, цикло-пентил, цикло-гексил, и тому подобное. Примеры С₇-С₁₀-полициклических углеводородов включают кольцевые системы, такие как норборнил и адамантил.

Арил (карбоциклический арил) относится к 5- или 6-членному ароматическому карбоциклическому кольцу; бициклической 9- или 10-членной ароматической кольцевой системе; или к трициклической 13- или 14-членной ароматической кольцевой системе. Ароматические 6-14-членные карбоциклические кольца включают, например, замещенные или незамещенные фенильные группы, бензол, нафталин, индан, тетралин и флуорен.

Замещенные гидрокарбил, алкил, арил, циклоалкил, алкоксигруппа, и так далее, относятся к специфическому заместителю, где вплоть до трех атомов Н в каждом остатке заменены на алкил, галоген, галогеналкил, гидроксигруппу, алкоксигруппу, карбоксигруппу, карбоалкоксигруппу (также называемую алкоксикарбонилом), карбоксамидогруппу (также называемую алкиламинокарбонилом), цианогруппу, карбонил, нитрогруппу, аминогруппу, алкиламиногруппу, диалкиламиногруппу, меркаптогруппу, алкилтиогруппу, сульфоксидную группу, сульфоновую группу, ациламиногруппу, амидиногруппу, фенил, бензил, галогенбензил, гетероарил, феноксигруппу, бензилоксигруппу, гетероарилоксигруппу, бензоил, галогенбензоил, или гидрокси-низший алкил.

Термин «галоген» означает фтор, хлор, бром или иод.

Как используют в этом документе, термин «соединение на основе хромана» относится к соединениям на основе хромана, имеющим функциональную хромановую группу, являющуюся частью соединения. В некоторых вариантах осуществления, соединение на основе хромана будет замещенным. В других вариантах осуществления, соединение на основе хромана может включать в себя хроманоны. Кумарин и токотриенолы представляют собой примеры соединений на основе хромана.

Термины «продолжительность цикла» или «цикл формования», которые используют в этом документе, даны в их обычном значении, обычно воспринимаемом специалистами в области ротоформования, и относятся к периоду времени от первой точки в цикле до соответствующей точки в следующей повторяемой последовательности (то есть, период времени, необходимый для изготовления пластиковой детали в ходе операции формования, измеряемый от точки начала одной операции до аналогичной точки первого повтора этой операции).

Термины «оптимальное механическое свойство» или «оптимальное физическое свойство», как используют в этом документе, относятся к ротоформованным деталям, имеющим наиболее желательные: ударную прочность, срастание или спекание полимерных частиц, и общий внешний вид, например, цвет.

Все числа, выражающие количества ингредиентов, реакционные условия, и тому подобное, используемые в описании изобретения и в пунктах формулы, следует воспринимать как изменяемые во всех случаях с помощью термина «приблизительно». В соответствии с этим, если не указано противоположное, численные параметры, приведенные в описании изобретения и в прилагаемых пунктах формулы, являются приближенными величинами, которые могут варьироваться в зависимости от искомых желательных свойств, которые должны быть получены в результате применения настоящего изобретения. Самое меньшее, и не ради попытки ограничить применение теории эквивалентов в отношении объема пунктов формулы изобретения, каждый численный параметр следует истолковывать в свете числа значащих цифр и стандартных подходов округления.

Способы (процессы)

Технология ротационного формования хорошо известна и описана в литературе. Многие аспекты процесса ротационного формования описаны, например, R.J. Crawford and J. L. Throne в Rotational Molding Technology, Plastics Design Library, William Andrew Publishing, 2001. Ротоформованные изделия, описанные в этом документе, изготавливают из стабилизированных полимерных композиций в соответствии с изобретением с применением методов ротационного формования, общепризнанных специалистами в данной области, как представляющие промышленные процессы ротационного формования. В общем и целом, эти методы ротационного формования включают в себя применение вращающейся пресс-формы и сушильной камеры. Полимерную композицию (например, стабилизированную полимерную композицию, включающую композицию стабилизаторов и полимерную композицию, которая описана в этом документе) помещают в пресс-форму, имеющую заданную форму. Пресс-форму нагревают внутри сушильной камеры с заданной скоростью до максимальной температуры. Во время нагревания, смолу плавят, а пресс-форму вращают в двух или трех измерениях для надежного обеспечения того, что расплавленная смола равномерно покрывает внутренние поверхности пресс-формы. Необязательно, расплавленная смола может быть отверждена в течение заданного периода времени. По завершении нагревания, пресс-форму удаляют из сушильной камеры и охлаждают (где пресс-форма необязательно находится в состоянии вращения). По завершении охлаждения, сформованную пластиковую деталь удаляют из пресс-формы.

Неожиданно, теперь было обнаружено, что в том случае, когда в подвергающийся ротоформованию смоляной состав добавляют, по меньшей мере, одно соединение на основе хромана, то период времени, который требуется для достижения максимальной температуры внутреннего воздуха (PIAT) сокращается, и значительно более широкое технологическое окно в направлении более высоких температур достигается без отрицательного влияния на физические и/или механические свойства сформованного изделия.

Как следствие, в одном аспекте изобретение обеспечивает способ сокращения продолжительности цикла при одновременном сохранении увеличенного технологического окна в процессе ротационного формования для получения полимерного полого изделия с помощью подвергания полимерной композиции и полимер-стабилизирующего количества композиции стабилизаторов процессу ротационного формования, где композиция стабилизаторов включает, по меньшей мере, одно соединение на основе хромана согласно Формуле V, которая описана в этом документе.

В некоторых вариантах осуществления, продолжительность цикла процесса будет сокращен по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20%, по меньшей мере на 25%, по меньшей мере на 40% или по меньшей мере 50%, в сравнении с процессом, который не включает по меньшей мере одно соединение на основе хромана в смоляном составе.

В другом аспекте, изобретение предоставляет способ получения полимерного полого изделия путем а) заполнения пресс-формы полимерной композицией и полимер-стабилизирующим количеством композиции стабилизаторов, где композиция стабилизаторов включает, по меньшей мере, одно соединение на основе хромана согласно Формуле V, которая описана в этом документе; b) путем вращения пресс-формы вокруг, по меньшей мере, одной оси при одновременном нагревании пресс-формы в сушильной камере, в результате чего композиция подвергается сплавлению и распределяется по стенкам пресс-формы; с) путем охлаждения пресс-формы; и d) раскрывания пресс-формы для удаления получающегося в результате продукта, в результате чего получают полимерное полое изделие.

Во время процесса ротоформования, температура сушильной камеры может достигать от 70°С до 400°С, предпочтительно, от 280°С до 400°С и, более предпочтительно, от 310°С до 400°С.

Ниже дополнительно описаны стабилизированные полимерные композиции, подходящие для использования в вышеупомянутых процессах.

Стабилизированные полимерные композиции

Композиции стабилизаторов согласно изобретению и подходящие для применения с полимерными композициями в процессах ротоформования, которые описаны в этом документе, включают, по меньшей мере, одно соединение на основе хромана согласно Формуле V:

где

R₂₁ представляет собой заместитель, который может быть идентичным или отличающимся в 0-4 положениях ароматической части Формулы V и может быть независимо выбран из:

C₁-C₁₂-гидрокарбила;

NR'R'', где каждый заместитель из R' и R'' независимо выбран из Н и С₁-С₁₂-гидрокарбила; и

OR₂₇, где R₂₇ выбран из: Н; С₁-С₁₂-гидрокарбила; COR'''; и Si(R₂₈)₃, где R''' выбран из Н и С₁-С₂₀-гидрокарбила; и, где R₂₈ выбран из C₁-C₁₂-гидрокарбила и алкоксигруппы;

R₂₂ выбирают из: Н; и С₁-С₁₂ гидрокарбила;

R₂₃ выбирают из: Н; и С₁-С₂₀-гидрокарбила; и

каждый заместитель из R₂₄-R₂₅ независимо выбирают из: Н; С₁-С₁₂-гидрокарбила; и OR””, где R”” выбран из Н и С₁-С₁₂-гидрокарбила; и

R₂₆ представляет собой Н, или одинарную связь, которая вместе с R₂₅ образует =О.

В некоторых вариантах осуществления, R₂₁ присутствует в виде гидроксила и метила. В других вариантах осуществления, R₂₁ присутствует в виде ацила и метила.

В некоторых вариантах осуществления, R₂₃ представляет собой С₁-С₁₈-гидрокарбила.

В некоторых вариантах осуществления, соединение на основе хромана согласно Формуле V представляет собой токотриенол, включая α-токотриенол; β-токотриенол; γ-токотриенол, и δ-токотриенол, но не ограничиваясь этим. В других вариантах осуществления, соединение на основе хромана представляет собой токоферол, включая α-токоферол; β-токоферол; γ-токоферол, и δ-токоферол, но не ограничиваясь этим.

В некоторых вариантах осуществления, соединение на основе хромана представляет собой витамин Е или его ацетат согласно формуле Va

где R₂₁ выбирают из ОН; и -ОС(О)СН₃, соответственно.

В некоторых вариантах осуществления композиция стабилизаторов включает два или более соединений на основе хромана согласно формуле V.

Соединение на основе хромана присутствует в количестве от 0,001 до 5,0% по массе относительно общей массы композиции стабилизаторов, предпочтительно, от 0,01 до 2,0% по массе относительно общей массы композиции стабилизаторов и, более предпочтительно, от 0,01 до 1,0% по массе относительно общей массы композиции стабилизаторов. В некоторых вариантах осуществления, соединение на основе хромана присутствует в количестве от 0,05% по массе относительно общей массы композиции стабилизаторов.

В некоторых вариантах осуществления, композиция стабилизаторов может дополнительно включать, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы органических фосфитов или фосфонитов. В некоторых вариантах осуществления, соединение органического фосфита или фосфонита включает, по меньшей мере, один органический фосфит или фосфонит, выбранный из соединения согласно Формулам 1-7:

в которых индексы представляют собой целое число, и

n имеет значение 2, 3 или 4; р имеет значение 1 или 2; q имеет значение 2 или 3; r имеет значение 4-12; y имеет значение 1, 2 или 3; и z имеет значение 1-6;

А₁, если n имеет значение 2, представляет собой С₂-С₁₈-алкилен; С₂-С₁₂-алкилен, прерываемый кислородом, серой или -NR₄-; радикальную группу формулы

или фенилен;

А₁, если n имеет значение 3, представляет собой радикальную группу формулы -C_rH_2r-1-;

A₁, если n имеет значение 4, представляет собой

А₂ определен так же, как А₁ в случае, когда n имеет значение 2;

В означает непосредственную связь, -СН₂-, -CHR₄-, -CR₁R₄-, серу, С₅-С₇ циклоалкилиден, или циклогексилиден, который замещен посредством 1-4 С₁-С₄-алкильных радикальных групп в положении 3,4 и/или 5;

D₁, если р имеет значение 1, представляет собой С₁-С₄-алкил, и, если р имеет значение 2, представляет собой -СН₂ОСН₂-;

D₂, если р имеет значение 1, представляет собой С₁-С₄-алкил;

Е, если y имеет значение 1, представляет собой С₁-С₁₈-алкил, -OR₁ или галоген;

Е, если y имеет значение 2, представляет собой -О-А₂-О-;

Е, если y имеет значение 3, представляет собой радикальную группу формулы R₄C(CH₂O-)₃ или N(CH₂CH₂O-)₃;

Q представляет собой радикальную группу, по меньшей мере, z-валентного спирта или фенола, где радикальная группа присоединена через атом кислорода к атому фосфора;

R₁, R₂ и R₃ независимо друг от друга представляют собой С₁-С₁₈-алкил, который незамещен или замещен галогеном, -COOR₄, -CN или -CONR₄R₄; С₂-С₁₈-алкил, прерываемый кислородом, серой или -NR₄-; С₇-С₉-фенилалкил; С₅-С₁₂-циклоалкил, фенил или нафтил; нафтил или фенил, замещенный галогеном, 1-3 алкильными радикальными группами или радикальными алкоксигруппами, имеющими всего 1-18 атомов углерода, или С₇-С₉-фенилалкилом; или радикальную группу формулы

в которой m представляет собой целое число, находящееся в диапазоне от 3 до 6;

R₄ представляет собой водород, С₁-С₈-алкил, С₅-С₁₂-циклоалкил или С₇-С₉-фенилалкил,

R₅ и R₆ независимо друг от друга представляют собой водород, С₁-С₈-алкил или С₅-С₆-циклоалкил,

R₇ и R₈, если q имеет значение 2, независимо друг от друга представляют собой С₁-С₄-алкил или вместе представляют собой 2,3-дегидропентаметиленовую радикальную группу; и

R₇ и R₈, если q имеет значение 3, представляют собой метил;

R₁₄ представляет собой водород, С₁-С₉-алкил или циклогексил,

R₁₅ представляет собой водород или метил, и, если присутствуют две или более радикальных групп R₁₄ и R₁₅, то эти радикальные группы являются идентичными или различными,

X и Y представляют собой, каждый, непосредственную связь или кислород,

Z представляет собой непосредственную связь, метилен, -С(R₁₆)₂- или серу, и

R₁₆ представляет собой С₁-С₈-алкил;

трис-арилфосфит согласно формуле 8:

где R₁₇ представляет собой заместитель, который является одинаковым или различным в положениях 0-5 ароматической части формулы 8, и независимо выбирается из С₁-С₂₀-алкила, С₃-С₂₀-циклоалкила, С₄-С₂₀-алкилциклоалкила, С₆-С₁₀-арила, и С₇-С₂₀-алкиларила; и их комбинаций.

В некоторых вариантах осуществления, следующие органические фосфиты или фосфониты являются предпочтительными: трифенилфосфит; дифенилалкилфосфиты; фенилдиалкилфосфиты; трилаурилфосфит; триоктадецилфосфит; дистеарилпентаэритритфосфит; трис(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфит; трис(нонилфенил)фосфит; соединение с формулами (А), (В), (С), (D), (E), (F), (G), (H), (J), (K) и (L):