專利名稱：具有提高的加工性能的強(qiáng)化熱塑性組合物的制作方法
先權(quán)要求本申請(qǐng)要求2004年8月30日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)系列號(hào)第60/605,492號(hào)(代理人卷宗號(hào)12003014)的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般涉及其中分散有聚合物強(qiáng)化相的熱塑性聚合物。
在過去的數(shù)十年中，聚合物的應(yīng)用已經(jīng)改變了世界。聚合物科學(xué)迅猛發(fā)展，用來制備屬于聚合物物理學(xué)的以下四個(gè)種類的數(shù)千種不同的熱塑性產(chǎn)品和熱固性產(chǎn)品熱塑性塑料，熱塑性高彈體，熱固性塑料和熱固性高彈體。
任何聚合物的大規(guī)模生產(chǎn)都無法在目前的組分或處理?xiàng)l件上停滯不前。降低成本、提高產(chǎn)量、輸出具有更佳性能、更低成本的產(chǎn)品的需求都在推動(dòng)著聚合物科學(xué)工業(yè)的發(fā)展。熱塑性組合物的情況也并無區(qū)別。
當(dāng)配制用于升高溫度環(huán)境的熱塑性組合物的時(shí)候，其它的問題會(huì)成為進(jìn)一步的驅(qū)動(dòng)力。通常隨著在應(yīng)用過程中組合物溫度的升高，該組合物的撓曲模量會(huì)減小。根據(jù)該組合物預(yù)期的用途，撓曲模量的減小可能是不希望出現(xiàn)的，會(huì)降低該組合物在預(yù)期應(yīng)用中的性能。盡管可以設(shè)計(jì)出制品，使其剛性大于下面的組合物提供的固有剛性，但是僅憑設(shè)計(jì)并非總是能夠彌補(bǔ)組合物在某些應(yīng)用中、尤其是在升高溫度的應(yīng)用中較低的撓曲模量。
為了緩解這種缺點(diǎn)，可以向組合物中加入強(qiáng)化填料以提高其撓曲模量。一般來說，人們經(jīng)常使用填料提高組合物的某些性能性質(zhì)。這些性質(zhì)包括很多種類，而且是變化的，例如包括沖擊強(qiáng)度和阻燃性。
已知的強(qiáng)化填料包括無機(jī)材料和有機(jī)材料。無論為何種填料，填料通常在加入到組合物之前形成。也即是說，填料外部形成。
盡管以這種方式向組合物中加入常規(guī)填料具有其優(yōu)點(diǎn)，但是也具有缺點(diǎn)。值得注意的是，為了提高組合物在升高的溫度下的撓曲模量而加入聚合填料會(huì)使得組合物的加工(例如加工成所需制品的形狀)更加困難。這些種類的填料通常會(huì)增大組合物的粘度，有時(shí)甚至需要在處理例如凈相組合物的時(shí)候加熱至較高的溫度以使得聚合填料有效地熔化和/或使聚合填料分散在組合物中。
當(dāng)需要加入無定形聚合物強(qiáng)化填料的時(shí)候，這些加工難度和對(duì)效率的影響甚至更為普遍。無定形聚合物強(qiáng)化填料的有效分散經(jīng)常需要將組合物加熱到至少比無定形聚合物強(qiáng)化填料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)高大約100℃的溫度，而所述無定形聚合物強(qiáng)化填料通常已具有較高的Tg。
當(dāng)需要晶體強(qiáng)化的時(shí)候，通常需要處理溫度比聚合的強(qiáng)化填料的熔點(diǎn)(Tm)高大約10-30℃，以便將這種填料有效地分散在體系中。材料的熔點(diǎn)通常遠(yuǎn)高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。因此這又需要可能會(huì)帶來加工難度和影響效率的升高的溫度。
組合物粘度的升高大體上通常由于加熱過程中過度的剪切而降低組合物的處理效率。另外，采用較高的處理溫度可能導(dǎo)致被處理組合物中的一種或多種其它組分發(fā)生降解。因此，當(dāng)在升高的溫度下處理材料(例如熱塑性材料)的時(shí)候(例如在對(duì)組合物進(jìn)行熔融處理，例如注塑或壓延的時(shí)候)，通常希望減小組合物的粘度，以提高其生產(chǎn)效率，以及避免采用更高的溫度。
出于該目的，人們已經(jīng)將油和類似的加工助劑用于某些材料和某些用途中。但是加入這些種類的組分往往會(huì)增大制得的產(chǎn)物的總體軟度和撓性，這可能是某些應(yīng)用所不希望出現(xiàn)的。另外，當(dāng)在處理過程中使用液體增塑劑減小組合物的粘度的時(shí)候，這些增塑劑會(huì)發(fā)生人們所不希望出現(xiàn)的在制得的組合物和制品內(nèi)的遷移，或者遷移到這些組合物和制品以外。這不僅會(huì)造成環(huán)境污染，而且還會(huì)降低所述組合物和制品的預(yù)期性能性質(zhì)。
發(fā)明簡(jiǎn)述熱塑性材料領(lǐng)域需要一種方法，該方法不僅能夠提高熱塑性組合物、特別是使用作為有機(jī)強(qiáng)化填料的聚合物組合物強(qiáng)化的熱塑性組合物的加工性能，而且還能夠?yàn)橹频玫膭傂暂^大的制品提供更高的撓性。
本發(fā)明通過提供一種新的熱塑性組合物解決了本領(lǐng)域的這個(gè)問題，所述熱塑性組合物包含熱塑性聚合物基質(zhì)，在此基質(zhì)中分散有聚合物強(qiáng)化相。本發(fā)明的組合物以及由該組合物形成的制品具有改進(jìn)的在升高的溫度下的性能性質(zhì)，而且形成所述組合物和制品的處理效率獲得提高。
所述強(qiáng)化相是在處理所述組合物的過程中原位即時(shí)聚合的，聚合的方式不會(huì)顯著降低組合物的加工性能，而當(dāng)所述有機(jī)強(qiáng)化填料首先聚合，然后嘗試著分散在熱塑性聚合物基質(zhì)中的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)降低該組合物的加工性能的情況。本發(fā)明在不會(huì)影響使用強(qiáng)化相所帶來的有益效果的前提下，獲得了上述優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明組合物的制備過程通常包括以下步驟中的至少前兩步提供至少一種熱塑性聚合物，在前體不會(huì)發(fā)生聚合的條件下將至少一種非聚合前體分散在熱塑性聚合物中，使前體聚合，使得聚合的強(qiáng)化相分散在熱塑性聚合物的連續(xù)相中。直至將前兩步之后形成的中間體組合物處理(例如熔融處理)成最終制件之后，所述最后一步不一定部分或完全地完成。一旦形成最終組合物，所述熱塑性聚合物形成連續(xù)基質(zhì)，使原位形成的聚合物強(qiáng)化相分散在其中。
使用能夠制得具有以下性質(zhì)的聚合強(qiáng)化相的前體來提供強(qiáng)化作用這些制得的聚合強(qiáng)化相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和/或熔點(diǎn)(Tm)高于將這些強(qiáng)化相分散在其中的熱塑性基質(zhì)材料的相同的性質(zhì)。為了做到這一點(diǎn)，所述聚合強(qiáng)化相具有以下性質(zhì)中的至少一種，或者同時(shí)具有這兩種性質(zhì)熔點(diǎn)約高于100℃，或者玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約高于100℃。
當(dāng)所述聚合的強(qiáng)化相為無定形態(tài)的時(shí)候，其Tg至少比熱塑性聚合物基質(zhì)的Tg高大約50℃。當(dāng)聚合的強(qiáng)化相為晶體的時(shí)候，其Tm至少比將該強(qiáng)化相分散在其中的無定形熱塑性聚合物的Tg高大約50℃，或者至少比將該強(qiáng)化相分散在其中的晶體熱塑性聚合物的Tm高大約50℃。在本發(fā)明逐步優(yōu)選的實(shí)施方式中，熱塑性聚合物的Tg或Tm與聚合的強(qiáng)化相的Tg或Tm之間的差值逐漸增大。
在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述非聚合前體是非聚合物。在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，所述非聚合前體是低聚物。在后一個(gè)實(shí)施方式中，所述聚合的強(qiáng)化相和熱塑性聚合物中的至少一種包含無定形聚合物，這是由于當(dāng)兩相均為晶體的時(shí)候，會(huì)由于兩相結(jié)構(gòu)的形態(tài)造成處理困難。
通過本發(fā)明不僅可以制得迄今為止尚無法得到的基于提高的熱塑性強(qiáng)化相的熱塑性組合物，而且還可制得基于熱固性強(qiáng)化相的組合物。根據(jù)本發(fā)明另外的實(shí)施方式，所述強(qiáng)化相包含熱固性組合物。在此實(shí)施方式中，用于強(qiáng)化相的前體包含可交聯(lián)組分(例如多官能單體)，這些組分用來形成熱固性材料。在需要的時(shí)候，使用熱固性強(qiáng)化相甚至還可以進(jìn)一步提高撓曲模量。
通過以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式和實(shí)施例的描述可以清楚地了解本發(fā)明強(qiáng)化熱塑性聚合物組合物及其制備方法、以及使用該組合物制備的制品的特征和優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明詳述定義術(shù)語“無定形”表示使用示差掃描量熱法(DSC)分析的時(shí)候，沒有可測(cè)得的熔點(diǎn)的聚合材料。
術(shù)語“共聚物”包括由至少兩種化學(xué)上不同的單體單元制備的聚合物。因此，術(shù)語“共聚物”包括由兩種不同的單體單元制備的聚合物、由三種不同的單體單元制備的聚合物(也被稱為三元共聚物)等。
術(shù)語“晶體”表示使用示差掃描量熱法(DSC)分析的時(shí)候，具有可測(cè)得的熔點(diǎn)的聚合材料。為了簡(jiǎn)化起見，在本發(fā)明中，晶體的定義包括晶體材料和半晶體材料。
材料的“玻璃化轉(zhuǎn)變溫度”或“Tg”是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的材料由脆的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)的溫度。材料的Tg可使用任意種類的已知分析技術(shù)測(cè)量。例如，示差掃描量熱法是一種廣泛應(yīng)用的分析技術(shù)。其它技術(shù)包括例如密度、介電熱分析(DETA)、差熱分析(DTA)、膨脹計(jì)、動(dòng)態(tài)機(jī)械熱分析(DMTA)、彈性模量和熱力學(xué)分析(TMA)法。
術(shù)語“(甲基)丙烯酸酯”同時(shí)包括甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯材料。類似地，術(shù)語“(甲基)丙烯酸類”包括甲基丙烯酸類和丙烯酸類材料。
術(shù)語“非聚合的”包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的不具有聚合性質(zhì)的化合物。因此，本發(fā)明的非聚合材料包括含有較少重復(fù)單元的低聚物(例如二聚物、三聚物和四聚物)，以及只有一個(gè)單元的單體。
術(shù)語“軟化點(diǎn)”表示化合物的形態(tài)開始從晶態(tài)固體轉(zhuǎn)變?yōu)闊o定形固體或液體的溫度。材料的軟化點(diǎn)可使用任意種類的已知分析技術(shù)測(cè)量。例如示差掃描量熱法是一種廣泛采用的分析技術(shù)。其它技術(shù)包括例如密度、介電熱分析(DETA)、差熱分析(DTA)、膨脹計(jì)、動(dòng)態(tài)機(jī)械熱分析(DMTA)、彈性模量和熱力學(xué)分析(TMA)法。
術(shù)語“熱塑性聚合物”包括所有具有可測(cè)得的軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)的聚合材料。本發(fā)明的熱塑性聚合物包括復(fù)合材料，所述復(fù)合材料的兩個(gè)或更多個(gè)相中的至少一個(gè)相包含熱塑性聚合物。例如，熱塑性高彈體之類的工程材料是包含至少一個(gè)熱塑性聚合物相的復(fù)合材料。
強(qiáng)化的熱塑性組合物本發(fā)明的強(qiáng)化的熱塑性組合物大體上是使用至少一種熱塑性聚合物和大量的至少一種非聚合前體制備的，所述非聚合前體可以聚合生成分散在熱塑性聚合物連續(xù)相內(nèi)的強(qiáng)化相。
所述強(qiáng)化相的相尺寸(phase size)將會(huì)根據(jù)所述組合物中組分的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)、以及所用的處理?xiàng)l件而變化。然而較佳的是，所述分散的強(qiáng)化相的平均疇(domain)尺寸為直徑約小于100微米。較佳的是，所述疇的形狀為球形，但是也可使用其它的形狀，這是由于人們認(rèn)為直徑約小于100微米的分散的強(qiáng)化相的形態(tài)優(yōu)于其它的形態(tài)(例如兩相互穿網(wǎng)絡(luò)的形態(tài))。
強(qiáng)化相的原位聚合不僅對(duì)組合物的處理具有有益的影響，而且對(duì)于許多用途，對(duì)制得的組合物的物理性質(zhì)也會(huì)具有有益的影響。例如，人們相信強(qiáng)化相的原位聚合提高了熱塑性聚合物基質(zhì)與強(qiáng)化相之間的粘合性。相對(duì)于化學(xué)組成上相同、但是通過將所述熱塑性基質(zhì)與強(qiáng)化相物理混合制備的組合物，本發(fā)明這種粘合性的提高有助于提高物理性質(zhì)。這種粘合性的提高將材料使用過程中強(qiáng)化相與熱塑性聚合物基質(zhì)的分離的程度減至最小，特別當(dāng)制得的組合物在升高的溫度下使用、或者在機(jī)械壓力下使用的時(shí)候，這種改進(jìn)是很有意義的。
熱塑性聚合物的強(qiáng)化是基于使用分散在其中的聚合物強(qiáng)化相，所述強(qiáng)化相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和/或熔點(diǎn)(Tm)高于熱塑性聚合物的對(duì)應(yīng)性質(zhì)。因此，所述熱塑性聚合物是根據(jù)該準(zhǔn)則進(jìn)行選擇的。
當(dāng)基底熱塑性聚合物，例如較軟的聚烯烴需要強(qiáng)化的時(shí)候，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)最佳效果。因此，為了獲得最佳的效果，所述熱塑性聚合物與聚合的強(qiáng)化相相比，優(yōu)選具有較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)或軟化點(diǎn)，這將在下文中進(jìn)一步進(jìn)行描述。當(dāng)聚合的強(qiáng)化相具有不止一個(gè)Tg的時(shí)候，使用最低的可測(cè)得的Tg進(jìn)行比較。當(dāng)熱塑性聚合物具有不止一個(gè)Tg的時(shí)候，使用最高的可測(cè)得的Tg進(jìn)行該比較。
出于這種選擇的目的，當(dāng)所述組合物的聚合組分沒有清楚限定的Tg時(shí)，使用其軟化點(diǎn)進(jìn)行比較。這種情況可能是例如所述聚合組分包含具有不同玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的許多不同材料的混合物，則其總體Tg無法辨別。例如在對(duì)松香酯和其它天然產(chǎn)物進(jìn)行熱分析的時(shí)候，可能發(fā)生這種情況。
當(dāng)所述聚合物強(qiáng)化相為無定形態(tài)的時(shí)候，該強(qiáng)化相相對(duì)于將該強(qiáng)化相分散于其中的熱塑性聚合物的Tg的Tg，是高于所述熱塑性聚合物Tg的任意可辨別的溫度。較佳的是，所述聚合物強(qiáng)化相的Tg至少比將該強(qiáng)化相分散在其中的熱塑性聚合物的Tg高大約50℃。
當(dāng)所述聚合物強(qiáng)化相為晶態(tài)的時(shí)候，該強(qiáng)化相相對(duì)于將該強(qiáng)化相分散于其中的熱塑性聚合物的Tg的Tm，是高于所述熱塑性聚合物Tg的任意可辨別的溫度。較佳的是，所述聚合物強(qiáng)化相的Tm至少比將該強(qiáng)化相分散在其中的無定形熱塑性聚合物的Tg高大約50℃，或者至少比將該強(qiáng)化相分散在其中的晶體熱塑性聚合物的Tm高大約50℃。
在本發(fā)明漸進(jìn)地優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述熱塑性聚合物的Tg或Tm與聚合的強(qiáng)化相的Tg或Tm之間的差異不斷增大。更佳的是，所述熱塑性聚合物和聚合的強(qiáng)化相的Tg之差至少約為50℃，最優(yōu)選至少約為100℃。在許多優(yōu)選的實(shí)施方式中，該溫度差約為100-200℃。
在制備本發(fā)明的強(qiáng)化的熱塑性組合物時(shí)，可使用任意合適的熱塑性聚合物或其組合作為熱塑性聚合物組分。熱塑性聚合物如上所述。
盡管所選熱塑性聚合物的Tg和/或Tm取決于強(qiáng)化相的性質(zhì)，但是在本發(fā)明最優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述熱塑性聚合物的Tg約為-50℃至450℃，更優(yōu)選約為-20℃至180℃。但是，應(yīng)當(dāng)理解熱塑性聚合物的實(shí)際Tg可以變化，因?yàn)樗鯰g取決于一些因素，例如分子量、分子量分布、立構(gòu)規(guī)整度、受熱歷程、純度和Tg測(cè)量方法。
熱塑性聚合物可以是例如聚烯烴或聚(甲基)丙烯酸酯。也可將其它的熱塑性聚合物用于本發(fā)明。例如，聚氯乙烯(PVC)(特別是增塑的聚氯乙烯，其中一些的Tg約為-40℃，而未增塑的PVC的Tg約為80℃)，聚酰胺和聚酯宜根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行強(qiáng)化。具體來說，已知聚酰胺會(huì)在室溫下吸潮，使得它們的性質(zhì)變得類似于皮革，這是人們所不希望的。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行強(qiáng)化之后，這些不希望出現(xiàn)的現(xiàn)象被減至最小。
熱塑性聚烯烴成本較低、可以基于石化生產(chǎn)大規(guī)模生產(chǎn)，因此已經(jīng)證明它們可作為聚合物科學(xué)和工程學(xué)的基礎(chǔ)。可用于本發(fā)明的熱塑性聚烯烴的非限制性例子包括低級(jí)α-烯烴的均聚物和共聚物，所述低級(jí)α-烯烴例如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、2-甲基-1-丙烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯和5-甲基-1-己烯，以及乙烯、丁烯和丙烯，優(yōu)選丙烯均聚物。
可用于本發(fā)明的聚丙烯的非限制性例子是從Dow Chemicals、HuntsmanChemicals、ExxonMobil Chemicals、Basell Polyolefins和BP Amoco之類的供應(yīng)商購得的聚丙烯。
特別優(yōu)選用于本發(fā)明的熱塑性聚烯烴是源自金屬茂的聚烯烴。相對(duì)于使用其它聚合催化劑制備的聚烯烴，源自金屬茂的聚烯烴傾向于具有更均勻的結(jié)構(gòu)(例如分子量分布較窄，立構(gòu)規(guī)整度更加均勻)。這些性質(zhì)使得某些應(yīng)用往往更加需要源自金屬茂的聚烯烴。
如上所述，本發(fā)明不限于聚烯烴用于熱塑性聚合物的應(yīng)用。另一類優(yōu)選用作熱塑性聚合物的材料是聚酰胺。例如PA 6和PA 6.6是眾所周知的，宜作為尼龍用作本發(fā)明的熱塑性聚合物。適用于本發(fā)明的其它熱塑性聚合物包括乙烯-乙酸乙烯酯、熱塑性烯烴、熱塑性高彈體、熱塑性硫化橡膠、聚鹵乙烯、氯化聚鹵乙烯、聚(甲基)丙烯酸烷基酯、苯乙烯均聚物和共聚物、丙烯腈均聚物和共聚物、聚酯、環(huán)氧樹脂、聚芳基硫醚、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚縮醛、以及它們的混合物和合金。
所述強(qiáng)化相是由包含多種單體和/或低聚物的非聚合前體制備的。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述非聚合前體是單體。由于它們的分子量較低，使用單體通常會(huì)得到最大的處理優(yōu)點(diǎn)。
但是本發(fā)明并不限于此。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述非聚合前體包含多種可聚合低聚物，用以在連續(xù)熱塑性聚合物基質(zhì)中提供聚合的強(qiáng)化相。在此實(shí)施方式中，所述熱塑性聚合物和聚合的強(qiáng)化相中的至少一種包含無定形聚合物。
較佳的是，一旦聚合，而且當(dāng)所述熱塑性聚合物和所述聚合的強(qiáng)化相中的至少一種是無定形態(tài)的時(shí)候，所述強(qiáng)化相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)相對(duì)高于所述熱塑性聚合物基質(zhì)的Tg。類似地，當(dāng)所述聚合的強(qiáng)化相和熱塑性聚合物均包含晶體材料的時(shí)候，所述強(qiáng)化相的熔點(diǎn)(Tm)相對(duì)高于熱塑性聚合物基質(zhì)的Tm。在這兩個(gè)實(shí)施方式中，所述聚合的強(qiáng)化相滿足以下條件中的至少一個(gè)具有約高于100℃的Tm，或具有約高于100℃的Tg。
盡管所述強(qiáng)化相的Tg(或Tm)取決于熱塑性聚合物的性質(zhì)和選擇，但是在本發(fā)明最優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述聚合的強(qiáng)化相的Tg約高于100℃，更優(yōu)選約為100-300℃，最優(yōu)選為高于160℃至大約250℃。但是應(yīng)當(dāng)理解聚合的強(qiáng)化相的實(shí)際Tg可以根據(jù)一些因素變化，這些因素包括例如分子量、分子量分布、立構(gòu)規(guī)整度、受熱歷程、純度、Tg測(cè)量方法和非聚合前體的組分。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，當(dāng)所述非聚合前體主要由單體組分形成的時(shí)候，可使用任何合適的單體?？墒褂煤芏喾N合適的非聚合前體組分，其包括己二酸酯、醇酸、氰脲酸酯(包括異氰脲酸酯)、環(huán)氧化物、酯、醚、酰亞胺、內(nèi)酰胺(例如己內(nèi)酰胺)、馬來酰亞胺、三聚氰胺、(甲基)丙烯酸酯、烯烴、酚類和苯乙烯。人們眾所周知，這些大類的材料中各自包括許多種單體。所述單體可以任選地用任意數(shù)量的已知取代基(例如氧和硫之類的單個(gè)原子，以及更復(fù)雜的化合物等)取代。只要所述單體能夠形成根據(jù)本發(fā)明的聚合的強(qiáng)化相，便可使用。
適用于制備本發(fā)明聚合的強(qiáng)化相的單體和聚合組分可購自許多供應(yīng)商，例如Aldrich Chemical Company(美國威斯康辛州，密爾沃基)。單體的具體例子包括例如購自Sartomer的注冊(cè)商標(biāo)為SR-238，SR-313和SR-489的單體，以及購自Shell Chemical Company的注冊(cè)商標(biāo)為EPON 828的單體，購自HuntsmanAdvanced Materials的注冊(cè)商標(biāo)為ARALDITE的單體，以及購自Union Carbide的注冊(cè)商標(biāo)為ERL-4221的單體。
根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施方式的一個(gè)方面，所述非聚合前體，或者至少該非聚合前體的主要部分具有較低的分子量。例如，在此實(shí)施方式中，所述非聚合物的重均分子量約等于或小于500克/摩爾，更優(yōu)選約等于或小于1000。這進(jìn)一步提高了處理效率。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，所述聚合的強(qiáng)化相或至少該強(qiáng)化相的主要部分基本上不會(huì)與該組合物中的其它組分發(fā)生反應(yīng)，因此不會(huì)在整個(gè)熱塑性組合物中造成不希望出現(xiàn)的交聯(lián)、降解或斷鏈。關(guān)于這一點(diǎn)，例如優(yōu)選的是制得的聚合的強(qiáng)化相基本不含容易發(fā)生降解的缺陷位點(diǎn)。通過這種方式，所述熱塑性組合物作為分散在熱塑性聚合物連續(xù)相中的聚合物強(qiáng)化相的混合物，保持其性質(zhì)。
但是應(yīng)當(dāng)注意，在某些實(shí)施方式中，所述用來形成強(qiáng)化相的前體可包含可交聯(lián)組分，例如其中可包含多官能單體或低聚組分，使得原位形成的強(qiáng)化相為熱固性聚合物。通過在熱塑性聚合物基質(zhì)中提供交聯(lián)的強(qiáng)化相，可以根據(jù)本發(fā)明使用強(qiáng)化相材料充分地進(jìn)行強(qiáng)化，這是由于能夠通過交聯(lián)充分地提高總體熱塑性組合物中這些材料的Tg，而如果不采用本發(fā)明的方式，這些強(qiáng)化相材料可能無法提供充足的強(qiáng)化。
在美國專利第6,184,333號(hào)中描述了使Tg進(jìn)一步提高的前體的一個(gè)例子。如本文所述，可交聯(lián)前體可聚合生成PMR-15聚酰亞胺(單體反應(yīng)物的聚合物，分子量1500)和其它能夠提高Tg的材料。
在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式中，將所述可聚合生成強(qiáng)化相的前體與強(qiáng)化填料預(yù)先混合。通過該實(shí)施方式可以更加靈活地選擇強(qiáng)化相及其前體的化學(xué)組分。所述強(qiáng)化填料是任何適于以下用途的合適組分適于增大制得的聚合物的結(jié)晶度、從而有效地增大制得的聚合的強(qiáng)化相的強(qiáng)度、提高基于該強(qiáng)化相的強(qiáng)化的熱塑性組合物的撓曲模量。合適的強(qiáng)化纖維包括例如納米粘土、納米滑石、納米氧化鋅等。其中優(yōu)選聚酰胺在夾層的納米粘土的存在下原位聚合。這類聚合的例子包括美國專利第4,739,007號(hào)、第4,810,734號(hào)、第4,894,411號(hào)和第5,707,439號(hào)所述的聚合。或者人們可以從美國俄亥俄州Avon Lake的PolyOneCorporation(www.polyone.com)購買NanoblendTM濃縮物，向本發(fā)明的組合物中加入納米粘土強(qiáng)化填料。
另外，與向聚合的組合物中加入強(qiáng)化填料不同，在所述強(qiáng)化相聚合之前將強(qiáng)化纖維加入強(qiáng)化相前體中減小了為達(dá)到所需撓曲模量而需要向組合物中加入的強(qiáng)化填料的總量。例如，以可聚合前體組分的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，約高達(dá)20干重％的納米粘土可以有效提高制得的聚合的強(qiáng)化相的撓曲模量，因此在總體熱塑性組合物中強(qiáng)化物料的總體用量更少。以組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，為得到類似的撓曲模量，常規(guī)的向聚合物組合物中加入強(qiáng)化填料的操作通常需要約大于20重量％，優(yōu)選約35-45重量％的強(qiáng)化填料。通過在進(jìn)行處理之前或處理過程中將所需的強(qiáng)化組分加入量保持在較低的水平，降低了組分的粘度，使得熱塑性組合物可以更有效地進(jìn)行處理(例如熔融處理)。
在此實(shí)施方式中，制得的聚合的強(qiáng)化相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于在不加入強(qiáng)化填料的情況下聚合的相同組分的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。因此，當(dāng)使用本發(fā)明的方法制備所述組合物的時(shí)候，根據(jù)本發(fā)明可用的非聚合前體組分的種類擴(kuò)展了。
可以由所述非聚合前體制備的聚合的強(qiáng)化相是例如某些環(huán)氧樹脂、蜜胺樹脂、酚醛樹脂、聚酰胺、聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酯、聚醚(例如聚苯醚)和聚酰亞胺。在選擇過程中，應(yīng)當(dāng)理解從化學(xué)性質(zhì)方面來看，所述聚合的強(qiáng)化相不一定與所述熱塑性聚合物不同。
在此之前，這些聚合的強(qiáng)化相材料中的許多對(duì)于用來強(qiáng)化熱塑性聚合物的應(yīng)用是不實(shí)際的。例如，聚苯醚的Tg約為200℃，但是由于聚苯醚的無定形性質(zhì)，通常需要約高達(dá)320℃的溫度來在凈相條件下對(duì)聚苯醚進(jìn)行處理。因此，宜在聚合和形成聚苯醚之前將用來形成聚苯醚的前體混入熱塑性聚合物中，否則將會(huì)需要更高的溫度和更長(zhǎng)的處理時(shí)間將制得的聚苯醚充分分散在熱塑性聚合物基質(zhì)中。
在這些種類的材料中，Tg和/或Tm可根據(jù)多種因素變化，這些因素包括例如用來制備所述聚合的強(qiáng)化相的組分的種類。因此，根據(jù)所述強(qiáng)化相所需的Tg和/或Tm，對(duì)所述非聚合前體的可聚合組分和/或聚合/固化添加劑進(jìn)行選擇。本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)基于此的組分和聚合技術(shù)的選擇已經(jīng)相當(dāng)熟悉。例如，已知在制備中，聚合的環(huán)氧化物的Tg和/或Tm會(huì)受到所用固化劑種類的嚴(yán)重影響，而聚合的(甲基)丙烯酸酯的Tg和/或Tm會(huì)受到所用單體種類的嚴(yán)重影響。
當(dāng)需要的時(shí)候，也可將聚合引發(fā)劑、促進(jìn)劑、催化劑或其它眾所周知的聚合添加劑與單體組分和/或低聚組分一起混入所述熱塑性聚合物中。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也可以根據(jù)可聚合組分以及所需的由其聚合生成的強(qiáng)化相的Tg或Tm選擇聚合添加劑合適的種類和量。
本發(fā)明的熱塑性組合物中可包含所需量的任意合適的添加劑。另外，在某些應(yīng)用中可使用填料(例如納米粘土、煅燒過的粘土、高嶺土、滑石、硅酸鹽和碳酸鹽)、顏料和著色劑(例如碳黑)、阻燃劑、抗氧化劑、增容劑、導(dǎo)電顆粒、碳纖絲、碳納米管、固有導(dǎo)電性聚合物、固有耗散聚合物、抗沖改性劑、UV-抑制劑、穩(wěn)定劑、偶聯(lián)劑(例如硅烷、馬來酸聚烯烴(maleated polyolefin)、鋯酸酯和鈦酸酯)、增塑劑、潤滑劑、防結(jié)塊劑、抗靜電劑、蠟、發(fā)泡劑、以及它們的組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很容易地理解這些添加劑的選擇和應(yīng)用。
對(duì)于某些用途，根據(jù)用來結(jié)合形成所述熱塑性組合物的強(qiáng)化相和熱塑性聚合物的化學(xué)性質(zhì)可能特別需要某種添加劑。所述添加劑是增容劑或其組合。使用增容劑可以有助于防止(例如在該組合物形成之后對(duì)其進(jìn)行再加熱的時(shí)候)熱塑性組合物的組分分離。經(jīng)常在所述熱塑性組合物形成之后對(duì)其進(jìn)行再加熱，因?yàn)檫@是熱塑性聚合物通常所需的一個(gè)特征，出于許多目的利用其優(yōu)點(diǎn)，包括在由組合物形成制品之后，對(duì)碎料進(jìn)行循環(huán)利用。增容劑的非限制性例子包括氯化聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、馬來酸酐、檸檬酸等。
組合物和制品的制備組分的選擇較佳的是，使用足夠的強(qiáng)化相對(duì)熱塑性聚合物進(jìn)行一定程度的強(qiáng)化，使得所述熱塑性聚合物(無強(qiáng)化相)的至少一種物理性質(zhì)獲得提高。例如，本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式提供了具有提高的撓曲模量的組合物。
使用適量的強(qiáng)化相，由此使用適量的前體制備本發(fā)明的熱塑性組合物。以重量分?jǐn)?shù)為基準(zhǔn)計(jì)，所述強(qiáng)化相與熱塑性聚合物的重量比通常約為5-50，優(yōu)選約為10-45，最優(yōu)選約為20-40。但是應(yīng)當(dāng)理解，這些比例可根據(jù)強(qiáng)化相種類、所用熱塑性聚合物以及相對(duì)熔體粘度變化。
隨著熱塑性聚合物的Tg和/或Tm與強(qiáng)化相較高的Tg和/或Tm之間的差值的增大，需要使用較少量的強(qiáng)化相以獲得相同的效果。在配制本發(fā)明的組合物的時(shí)候，可以通過Kerner方程有效地指導(dǎo)熱塑性聚合物的撓曲模量的相對(duì)增加與其中包含的原位聚合的強(qiáng)化相之間的關(guān)系。
許多較高Tg和/或Tm的強(qiáng)化相傾向于由比組合物中熱塑性聚合物組分更昂貴的材料制備。因此不僅需要使用具有較高Tg和/或Tm的強(qiáng)化相提高熱塑性聚合物的撓曲模量，而且還要能夠以較低成本制備強(qiáng)化的熱塑性組合物。
處理設(shè)備的選擇以及對(duì)熱塑性組合物和制品的處理一旦選擇之后，首先將熱塑性聚合物和非聚合前體混合，形成前體在熱塑性聚合物連續(xù)相中的分散體。較佳的是，該分散體基本是均勻的?？赏ㄟ^在任意合適種類的設(shè)備中混合這些組分來形成組合物。例如Banbury型混合器、Brabender型混合器、輥式破碎機(jī)、Buss、干渦輪式混合器等之類的機(jī)械混合器適用于該目的。
在最初的混合步驟中，保持處理?xiàng)l件使得前體不發(fā)生聚合。例如當(dāng)聚合反應(yīng)是通過熱機(jī)理發(fā)生的時(shí)候，該混合步驟在低于前體聚合溫度的溫度下進(jìn)行。通常在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，這些采用前體熱聚合的體系的混合溫度約低于300℃，優(yōu)選保持在大約100-250℃，更優(yōu)選保持在大約175-235℃。
在將所述組分混合至所需的均一度之后，可以在對(duì)這樣形成的中間體組合物進(jìn)行進(jìn)一步處理的過程中的任意時(shí)刻通過任意合適的聚合技術(shù)使前體聚合，許多這樣的聚合技術(shù)是已知的。例如可通過非熱輻射(例如電子束、紫外輻射、紅外輻射或γ-射線)或熱輻射使前體聚合?？赏ㄟ^任意的許多眾所周知的機(jī)理進(jìn)行聚合，其中一些機(jī)理包括例如自由基聚合、陰離子聚合和縮聚。根據(jù)所用聚合技術(shù)的種類，前體中包含合適的聚合添加劑，所述聚合技術(shù)的種類可取決于前體中所含單體和/或低聚物的種類。聚合添加劑的非限制性例子包括促進(jìn)引發(fā)、加速、或者催化單體和/或低聚物聚合過程的添加劑。
較佳的是，當(dāng)非聚合前體可通過加熱法固化的時(shí)候，非聚合前體和熱塑性聚合物如上所述在低于前體聚合溫度的溫度下混合足夠的時(shí)間，將前體均勻分散在熱塑性聚合物中。然后對(duì)該組合物進(jìn)一步處理和/或在更高溫度下(即溫度高于前體的聚合溫度)處理，使前體聚合生成強(qiáng)化相。在本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，前體的聚合溫度約為100-300℃，更優(yōu)選約為175-235℃。
在處理過程中，當(dāng)需要提高處理溫度的時(shí)候，升溫可以遞增、逐漸升高、或者一次性升高。然而，在混合步驟和聚合步驟中，將處理溫度都保持在低于會(huì)使熱塑性聚合物發(fā)生顯著降解的溫度下。較佳的是，根據(jù)本發(fā)明不一定使用高于降解溫度的溫度。
在大多數(shù)情況下，無論使用何種聚合機(jī)理，對(duì)組合物以及由該組合物制得的制品的處理可以通過分批處理或連續(xù)處理進(jìn)行。通過采用分批處理或連續(xù)處理，可以將組合物的組分混合，然后使非聚合前體聚合形成強(qiáng)化相(例如通過在單個(gè)設(shè)備中將組分混合然后加熱前體，或者通過在多個(gè)設(shè)備中將組分混合，然后加熱前體)。
大規(guī)模生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益使得人們優(yōu)選采用連續(xù)法，因此可以連續(xù)制備所述組合物，任選形成所需的形狀和尺寸。反應(yīng)性擠出設(shè)備(Reactive extrusionequipment)及配套裝置適用于連續(xù)法?？墒褂煤芏喾N反應(yīng)性擠出設(shè)備以這種方式處理所述組合物。優(yōu)選的是雙軸同步旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)，其長(zhǎng)/直徑(L/D)比約為24-84，優(yōu)選約為32-64。在本發(fā)明某些優(yōu)選的實(shí)施方式中，可優(yōu)選使用L/D比較低(例如等于或小于44)的擠出機(jī)。
較佳的是，所述中間體組合物(即前體基本未聚合，但是分散在熱塑性聚合物中的組合物)和由該中間體組合物形成的中間體制品可以使用很多種技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。例如，所述組合物能夠形成膜、涂層、泡沫和模制制品(例如通過壓塑或注塑)。
例如，可以將熱塑性組合物的中間體制品(例如柱狀體(plug))從混合器中取出，在大約170-225℃、優(yōu)選約175-200℃的溫度下壓塑成例如7.6×15.2×0.31厘米(3×6×0.125英寸)的板狀模塑物。然后使該柱狀體材料在沒有壓力的條件下保持30秒，然后可以在大約3分鐘內(nèi)將壓力增大到140千克/厘米2。施加該140千克/厘米2的作用力4分鐘之后，可以在保持施加壓力的條件下將樣品冷卻至室溫。這種柱狀體宜輸送給終端用戶，用來形成所需的制品，在此時(shí)前體也可聚合。
通過在以任意合適的方式對(duì)中間體組合物和制品進(jìn)行進(jìn)一步處理之后，使強(qiáng)化相聚合，那些進(jìn)一步的處理優(yōu)選可以在低得多的溫度下進(jìn)行。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，可以在上述處理過程中的適當(dāng)時(shí)間加入所需量的添加劑。例如當(dāng)加入增容劑的時(shí)候，可以在根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法使非聚合前體聚合之前、過程中或之后加入。但是當(dāng)需要將強(qiáng)化填料加入聚合的強(qiáng)化相中的時(shí)候，這些強(qiáng)化填料通常在前體聚合之前加入，優(yōu)選在將前體與熱塑性聚合物混合之前加入。
本發(fā)明的實(shí)用性本發(fā)明不僅提供了具有提高的性質(zhì)(例如撓曲模量)的熱塑性組合物，而且還提供了更有效的制備強(qiáng)化的熱塑性組合物的方法。通過本發(fā)明，可以制備那些此前無法有效處理、有時(shí)根本無法進(jìn)行處理的強(qiáng)化的熱塑性組合物。例如，通過本發(fā)明可以由可能需要使用高于熱塑性材料分解溫度的溫度的強(qiáng)化相制備組合物，所述強(qiáng)化相需要這樣的溫度是為了將已經(jīng)聚合的強(qiáng)化相充分分散在熱塑性基質(zhì)中。
如本文所述，當(dāng)強(qiáng)化相包含無定形聚合物的時(shí)候，有時(shí)候甚至需要將所述組合物加熱至高于強(qiáng)化相Tg的溫度，以使得已經(jīng)聚合的強(qiáng)化相有效分散。在一些常規(guī)的實(shí)施方式中，甚至需要比強(qiáng)化相的Tg高大約100℃的溫度。本發(fā)明提供了這種低效、而且經(jīng)常不實(shí)用的難題的代替方案。
本發(fā)明還提供了分散后處理的優(yōu)點(diǎn)。能夠使用許多種技術(shù)對(duì)中間體組合物(即包含其中分散有非聚合前體的熱塑性聚合物的組合物)進(jìn)行進(jìn)一步處理。例如，該組合物能夠形成膜、涂層、泡沫體和模制品(例如通過壓塑或注塑、擠出、旋轉(zhuǎn)吹塑、粉末涂敷技術(shù)等)。許多這些另外的方法包括對(duì)所述組合物進(jìn)行加熱，使其形成所需的形狀。
較佳的是，由于所述中間體組合物與包含聚合的強(qiáng)化相的組合物相比，前者的粘度較低，因此前者可以高效地形成所需的形狀。因此所述組合物的最終1用戶能夠高效地將所述組合物制成所需的制品，然后使前體聚合形成聚合的強(qiáng)化相。通過這種方式，可以制得具有提高的撓曲模量的制品。
在以下非限制性實(shí)施例中描述了本發(fā)明的其它實(shí)施方式和應(yīng)用。
實(shí)施例實(shí)施例1和2在這些實(shí)施方式中，在熱塑性基質(zhì)中提供了強(qiáng)化熱塑性相。所述強(qiáng)化熱塑性相的Tg高于熱塑性聚合物基質(zhì)的Tg，通過在該強(qiáng)化相聚合之前加入強(qiáng)化納米粘土填料，進(jìn)一步增大了Tg之間的差距。
根據(jù)實(shí)施例1，可以將聚酰胺強(qiáng)化相有效地結(jié)合入聚丙烯基質(zhì)中。例如，將聚酰胺6(PA 6)前體(其包含己內(nèi)酰胺和合適的活化劑，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的)在低于其聚合溫度的溫度下與聚丙烯混合。然后將該混合物的溫度升高到一定溫度處理一段時(shí)間，所述溫度和時(shí)間足以使PA 6聚合。一旦聚合，制得的聚酰胺強(qiáng)化相的Tg約為52℃。與之相對(duì)的是，所述聚丙烯基質(zhì)的Tg約低于0℃，其確切Tg取決于聚丙烯的立構(gòu)規(guī)整度以及其它的變量。
根據(jù)實(shí)施例2，通過在PA 6聚合之前向前體中加入大約5重量％的納米粘土填料(以前體總重量為基準(zhǔn)計(jì))，對(duì)上面的實(shí)施例進(jìn)行改良。通過加入粘土，即使是加入少量的粘土，也能夠?qū)A 6的熱變形溫度從大約65℃提高到大約102℃。
實(shí)施例3和4以及比較例A下表1顯示了用于實(shí)施例3和4以及比較例A的組分。這些組分在190℃的盤式攪拌器內(nèi)混合和熔融。經(jīng)過一定程度的冷卻之后，熔融的混合物在壓塑壓制機(jī)內(nèi)，在190℃和140千克/厘米2的條件下壓制成矩形、平行管狀樣品，然后將其切割成大約5毫米寬，55毫米長(zhǎng)，3毫米厚的形狀。這些樣品每個(gè)的重量約為0.5克。
所有的樣品都置于強(qiáng)迫通風(fēng)的烘箱內(nèi)，烘箱溫度為140℃。大約20毫米的各種樣品固定在兩個(gè)導(dǎo)塊(lead block)之間。用重3克、長(zhǎng)27毫米的夾持物連接在樣品大約3-5毫米的自由端。從夾持端懸掛另外的重物，使其總重量為10克，總長(zhǎng)度約為35-40毫米。
然后將具有夾住的稱過重的樣品的測(cè)試組件從烘箱內(nèi)取出，使其冷卻至室溫。當(dāng)樣品達(dá)到室溫的時(shí)候，除去夾持的重物。
將各樣品的輪廓描繪在紙上。在紙上，向樣品的輪廓添加以下的線(1)從樣品與被夾持的端部相對(duì)的端引出的切線(根據(jù)在所述樣品上距離一端約3毫米處觀察到凹痕，所選的是另一端)，(2)從所述切線向各樣品被所述重物夾過的一端引出的直角線。所述直角線從切線(即在不進(jìn)行加熱和施加重物的情況下應(yīng)有的輪廓)至受到加熱和施加重物的輪廓接觸點(diǎn)的長(zhǎng)度是該樣品的撓曲位移(deflection displacemenet)。換而言之，所述樣品的一端由于加熱和施加重物而彎垂，開始的未支承端與最后的未支承端之間的差異是通過對(duì)樣品一端施加重物、并進(jìn)行加熱而造成的撓曲的大小。
表1顯示了測(cè)得的撓曲位移的結(jié)果，其單位為毫米?？梢钥闯霰景l(fā)明的強(qiáng)化的組合物(實(shí)施例3和4)的撓曲位移明顯低于它們未強(qiáng)化的相應(yīng)對(duì)象(比較例A)。因此，此前無法制得的強(qiáng)化的組合物進(jìn)行了強(qiáng)化，獲得優(yōu)異的物理性能。
1Grade H1200，熔體流量12克/10分鐘，購自美國得克薩斯州，休斯敦，Huntsman Corp.。
2EponTMResin 828，購自美國得克薩斯州，休斯敦，Resolution PerformanceProducts的雙酚A環(huán)氧樹脂。
32-乙基-4-甲基咪唑，購自美國威斯康辛州，密爾沃基的Aldrich ChemicalCo.。
4Amspec，美國新澤西州，Gloucester City，Chemical Corp.。
5SarCatCD-1012(六氟銻酸二芳基碘鎓，即[六氟銻酸4-[(2-羥基十四烷基)氧基]苯基碘鎓]環(huán)氧化物固化劑，購自美國賓夕法尼亞州，Exton，的SartomerCorp.。
本發(fā)明不僅限于以上實(shí)施方式。以下是所附的權(quán)利要求書。
權(quán)利要求
1.一種熱塑性組合物，該組合物包含(a)至少一種熱塑性聚合物的連續(xù)相；(b)非聚合前體，所述前體可以聚合，提供分散在所述熱塑性聚合物中的聚合的強(qiáng)化相，所述聚合的強(qiáng)化相具有以下至少一種特征熔點(diǎn)約高于100℃，或者玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約高于100℃，而且包含以下的至少一種無定形聚合物，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度至少比所述熱塑性聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高大約50℃，晶體聚合物，當(dāng)所述熱塑性聚合物為無定形態(tài)的時(shí)候，所述晶體聚合物的熔點(diǎn)至少比所述熱塑性聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高大約50℃，或者晶體聚合物，當(dāng)所述熱塑性聚合物是晶體的時(shí)候，所述晶體聚合物的熔點(diǎn)至少比所述熱塑性聚合物的熔點(diǎn)高大約50℃。
2.如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物，其特征在于，所述前體包含以下的至少一種己二酸酯、醇酸、氰脲酸酯、環(huán)氧化物、酯、醚、酰亞胺、內(nèi)酰胺、馬來酰亞胺、三聚氰胺、(甲基)丙烯酸酯、烯烴、酚類、苯乙烯、或者它們的組合。
3.如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物，其特征在于，所述聚合的強(qiáng)化相包含熱固性聚合物。
4.如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物，其特征在于，所述聚合的強(qiáng)化相包含至少一種填料。
5.如權(quán)利要求4所述的熱塑性組合物，其特征在于，所述填料包括納米粘土。
6.如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物，其特征在于，所述熱塑性聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約為-50℃至250℃。
7.如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物，其特征在于，所述聚合的強(qiáng)化相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約高于100℃。
8.如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物，其特征在于，所述聚合的強(qiáng)化相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約為100-300℃。
9.如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物，其特征在于，所述聚合的強(qiáng)化相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為約高于160℃至大約250℃。
10.如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物，其特征在于，所述熱塑性聚合物和所述聚合的強(qiáng)化相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之差至少約為100℃。
11.如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物，其特征在于，所述熱塑性聚合物和聚合的強(qiáng)化相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之差約為100-200℃。
12.如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物，其特征在于，所述熱塑性聚合物包括聚烯烴、聚(甲基)丙烯酸酯、增塑的聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚芳基硫醚、或其組合。
13.如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物，其特征在于，所述熱塑性聚合物包括聚酰胺、聚酯、或其組合。
14.如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物，其特征在于，所述聚合的強(qiáng)化相包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚(甲基)丙烯酸酯、聚酯、聚醚、聚酰亞胺、三聚氰胺樹脂、或其組合。
15.如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物，其特征在于，所述聚合的強(qiáng)化相包含無定形聚合物。
16.如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物，其特征在于，所述聚合的強(qiáng)化相與所述熱塑性聚合物的重量比約為10∶1至50∶1。
17.如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物，其特征在于，所述組合物還包含至少一種用于熱塑性聚合物和聚合的強(qiáng)化相的增容劑。
18.一種制品，通過如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物制造。
19.一種聚合物強(qiáng)化的熱塑性組合物，可以由如權(quán)利要求1所述的組合物制備。
20.一種聚合物強(qiáng)化的熱塑性組合物，由如權(quán)利要求1所述的組合物制備。
21.一種制備如權(quán)利要求1所述的熱塑性組合物的方法，該方法包括提供至少一種熱塑性聚合物；將至少一種非聚合前體分散在所述熱塑性聚合物中，所述分散操作是在使得所述前體不會(huì)發(fā)生聚合的條件下進(jìn)行的；使所述前體聚合，使得聚合的強(qiáng)化相分散在熱塑性聚合物的連續(xù)相中。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，該方法還包括使所述熱塑性組合物形成制品的步驟。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，在使所述熱塑性組合物形成制品之后，使所述前體聚合。
24.一種增大熱塑性聚合物的撓曲模量的方法，該方法包括提供至少一種熱塑性聚合物；將非聚合前體混入所述至少一種熱塑性聚合物中，形成一種組合物，在此組合物中，所述前體均勻地分散在所述熱塑性聚合物中；使所述前體聚合，形成分散在所述熱塑性聚合物中的聚合物強(qiáng)化相，從而提高所述熱塑性聚合物的撓曲模量。
全文摘要
揭示了一種熱塑性組合物，該組合物包含至少一種熱塑性聚合物的連續(xù)相；非聚合前體，所述前體能夠聚合，形成分散在所述熱塑性聚合物中的聚合的強(qiáng)化相。所述前體在分散到所述熱塑性聚合物的連續(xù)相中之后發(fā)生聚合。從而增大了所述熱塑性聚合物的撓曲模量。還揭示了所述組合物的制備和使用方法。
文檔編號(hào)C08L23/10GK101014666SQ200580028418
公開日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月30日
發(fā)明者R·W·阿瓦基揚(yáng) 申請(qǐng)人:普立萬公司