專利名稱：一種制備熱塑性模塑組合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備熱塑性模塑組合物的方法，特別是涉及擠出包含大量水的材料體系。
本發(fā)明的方法使得不需犧牲良好的顏色(低黃度指數(shù))以得到良好的分散體。
可能與本發(fā)明相關(guān)的是美國專利號5,753,169，其中公開了一種降低接枝聚烯烴中未反應(yīng)的不飽和羧酸或其衍生物量的方法。該方法要求熔融捏和，例如在水，改性聚烯烴存在下在擠出機中進行。該聚烯烴接枝了烯屬不飽和羧酸或其衍生物。另一注意到的是美國專利號5,354,804,其中公開了一種乳化熱塑性樹脂組合物的方法。該方法在擠出機中進行，要求向來自熔融區(qū)域的物流加入水。EP56123公開了一種模塑組合物的制備方法，通過向熔融的線性飽和聚酯混入橡膠類接枝共聚物來進行。該方法包括使用一種包含5-50％(重量)水的接枝共聚物，并需要以熔融形式加入聚酯。
本發(fā)明基于發(fā)現(xiàn)在擠出過程中向材料體系中加入水時，可以同時獲得良好的顏色和微分散體。
發(fā)明詳述根據(jù)本發(fā)明，一種材料體系，優(yōu)選一種熱塑性模塑組合物由包括下列步驟的方法制得(i)將一種可以任選地包含余量水的固體聚合樹脂加入到擠出機中，在產(chǎn)生熔融的所述聚合樹脂的條件下操作；(ii)將額外量的水，優(yōu)選在室溫下的水，適量加入到所述熔融體中，使得熔融體中含水率至少為大約2％，優(yōu)選大約2-10％，更優(yōu)選大約2-8％，以制備一種潤濕的熔融體；和(iii)對所述潤濕熔融體脫揮發(fā)份以制備一種含水率不大于0.3％的干熔融體。
這里所有出現(xiàn)的百分數(shù)，都是以聚合樹脂的重量為基準，本發(fā)明聚合樹脂不包括接枝烯屬不飽和羧酸或其衍生物的聚烯烴。本發(fā)明方法步驟(i)加入的固體聚合樹脂可以包含一定量的水，優(yōu)選低于0.8％，更優(yōu)選低于0.5％。
本發(fā)明制備的材料體系優(yōu)選包含至少一種聚合樹脂作為連續(xù)相和至少一種不連續(xù)的，或不能混溶在連續(xù)相中的分散相。
連續(xù)的聚合樹脂實際上包括任何熱塑性樹脂。其中，提及到聚烯烴、聚苯乙烯和苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯的共聚物，包括和丙烯腈(SAN)的共聚物。最優(yōu)選，不連續(xù)相包括(共)聚丁二烯、(共)聚丙烯酸脂、丁苯橡膠(SBR)、乙丙橡膠(EP)和乙丙二烯單體(EPDM)橡膠。最優(yōu)選，該材料體系包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯(ASA)和丙烯腈-EPDM-苯乙烯(AES)。
該材料體系的不能混溶的不連續(xù)相也可以是一種添加劑或填料，通常為無機填料，顏料或凝膠。
本發(fā)明使用的擠出機是一種眾所周知的機器，也就是說廣泛地用于熱塑性模塑組合物的制備。其特征為它連續(xù)地混合和捏和材料體系的各材料組分。優(yōu)選擠出機至少在裝置的輸入?yún)^(qū)域和分散區(qū)域裝有兩個或更多不定向的互相無隙嚙合轉(zhuǎn)動螺桿。擠出機具有優(yōu)良的分散能力，以及在裝置的短暫停留時間內(nèi)具有良好的混合效果。適用于本發(fā)明范圍的擠出機具有加入水的裝置。加入水可以在一點進行，或者沿著擠出機在多點進行。此外，優(yōu)選后加入水，也就是說在熔融過程完成之后加入。脫揮發(fā)分是在真空放空口下進行。操作壓力是等于或少于大氣壓，優(yōu)選等于或少于4.0磅/平方英寸。
本發(fā)明方法優(yōu)點是獲得具有低黃度指數(shù)和良好分散的材料體系。黃度指數(shù)是根據(jù)ASTM D 1925測定的。分散度在本發(fā)明中是目視統(tǒng)計非分散顆粒來測定的，即為薄片(20-25密耳)的48平方英寸區(qū)域(24英寸長和2英寸寬)內(nèi)尺寸(最大尺寸)大于0.012英寸的顆粒數(shù)，該薄片由通用的單螺紋、單螺桿增塑擠出機制備。
本發(fā)明通過下列實施例進一步舉例說明，但是不限于下列實施例。除非另作說明，其中全部份數(shù)和百分數(shù)基于重量。
不能混溶的不連續(xù)相是丁二烯和丙烯腈的共聚物(丁腈橡膠)。水的加入量和加入點數(shù)量隨下表變化。每次擠出是在共旋轉(zhuǎn)，互相嚙合雙螺桿擠出機中進行。實施例的制備過程的工藝參數(shù)如下擠出機料筒的溫度控制在205℃，+/-15℃；樹脂類材料的通過速率(Q)如表中所列的每小時磅數(shù)；擠出螺桿的操作是(N)轉(zhuǎn)數(shù)/分(rpm)；過程中水的加入量如表中所示是以Q為基礎(chǔ)的百分數(shù)；加工中加入的水于指定位置在正壓下計量；＂@通量＂表示固體原料轉(zhuǎn)化成熔融體的位置，＂后通量＂表示從那里向后的位置；在一些實驗中，水是在這兩個位置同時加入的。過程的脫揮發(fā)分階段的壓力是列于表中的P數(shù)值；并使用了過濾網(wǎng)組合。分散值是非分散顆粒的實際數(shù)值，DV壓力是以磅/平方英寸給出的；SME表示給予擠出物的機械能值kWh/kg。
下表總結(jié)了實驗結(jié)果。


*過濾網(wǎng)組合20/40/100/40/20用于實施例11和12，a代表兩次運行的平均值。
結(jié)果清楚地表明通過本發(fā)明方法制備的產(chǎn)品具有優(yōu)良的性能。然而一般的方法全部輸入的機械能轉(zhuǎn)化成熱能；該轉(zhuǎn)化導(dǎo)致樹脂的惡化和黃度指數(shù)(YI)的增加，本發(fā)明的方法產(chǎn)生良好的分散(較低的非分散顆粒值)和較低的YI值。
盡管上文為了例舉說明對本發(fā)明進行了詳細描述，應(yīng)當理解的是該詳述僅僅是用于例舉，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明精神和保護范圍的基礎(chǔ)上進行改變，本發(fā)明的保護范圍僅由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種用于制備熱塑性模塑組合物的方法，包括(i)將固體材料體系加入到擠出機中，在產(chǎn)生熔融的所述材料體系的條件下操作；(ii)將一定量的水加入到所述熔融體中，計算加入量使得熔融體中含水率大于約2％，以制備一種潤濕的熔融體；和(iii)對所述潤濕熔融體進行脫揮發(fā)以制備一種干熔融體，其中所述干熔融體含水率不大于0.3％，這里所有出現(xiàn)的百分數(shù)都是以材料體系的重量為基準，所述材料體系不包括接枝烯屬不飽和羧酸或其衍生物的聚烯烴。
2.權(quán)利要求1的方法，其中材料體系包含至少一種聚合連續(xù)相和至少一種不能混溶在所述連續(xù)相中的不連續(xù)相。
3.權(quán)利要求2的方法，其中連續(xù)聚合相包含至少一種選自(共)聚烯烴和(共)聚苯乙烯的組分。
4.權(quán)利要求2的方法，其中連續(xù)聚合相包含苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯與丙烯腈的共聚物。
5.權(quán)利要求2的方法，其中不連續(xù)相是至少一種選自(共)聚丁二烯，(共)聚丙烯酸酯，SBR，EP橡膠和EPDM橡膠的組分。
6.權(quán)利要求1的方法，其中材料體系是至少一種選自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯(ASA)和丙烯腈-EPDM-苯乙烯(AES)的體系。
7.權(quán)利要求2的方法，其中不連續(xù)相是至少一種選自常規(guī)官能添加劑的組分。
8.權(quán)利要求1的方法制得的干熔融體。
9.權(quán)利要求6的方法制得的干熔融體。
10.權(quán)利要求1的方法，其中擠出機是雙螺桿擠出機。
11.權(quán)利要求1的方法，其中引入到步驟(i)中的固體材料體系的含水量低于0.8％。
12.權(quán)利要求1的方法，其中引入到步驟(i)中的固體材料體系的含水量低于0.5％。
13.權(quán)利要求1的方法，其中在所述步驟(ii)中向所述熔融體加入的水量為2-8％。
14.權(quán)利要求10的方法，其中干熔融體包含少于0.3％的水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備熱塑性模塑組合物的方法。該方法要求將固體聚合樹脂，任選地包含殘留水分，加入到擠出機中，在熔融樹脂的條件下運轉(zhuǎn)并在擠出機的熔融物中加入水，以得到潤濕、熔融樹脂，其中包含至少大約2％的水。然后對潤濕、熔融樹脂脫揮發(fā)份以得到含水率不超過0.3％的干樹脂。制得的模塑組合物具有改善的性能。在一種優(yōu)選實施方案中，該方法產(chǎn)生一種在連續(xù)的聚合相中具有不連續(xù)相的微分散體的模塑組合物。
文檔編號C08K3/00GK1455796SQ01815553
公開日2003年11月12日 申請日期2001年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月12日
發(fā)明者H·A·科茲洛夫斯基 申請人:美國拜爾公司