聚烯烴/(甲基)丙烯酸沖擊改性劑和其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種聚締控/(甲基)丙締酸沖擊改性劑和其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 某些用于多種最終用途應(yīng)用的樹(shù)脂（如聚碳酸醋）展示出在室溫下良好的沖擊特 性，但所述沖擊特性在更低溫度下劣化。使用沖擊改性劑有助于在更低溫度下保持沖擊特 性。
[0003] 對(duì)于某些應(yīng)用，如窗戶輪廓的沖擊改性(尤其在較冷氣候中），有強(qiáng)大的市場(chǎng)需求 來(lái)改進(jìn)特性，如低溫抗沖擊性，其在風(fēng)化的情況下并不劣化。
[0004] 典型地，沖擊改性劑通過(guò)乳液聚合工藝來(lái)制備且包含高達(dá)95 %的低玻璃轉(zhuǎn)化溫度 (Tg)核和高Tg殼(主要由聚甲基丙締酸甲醋(PMMA)組成）"PMMA殼防止低Tg核在其從乳膠相 中分離時(shí)團(tuán)聚。另外，PMMA殼有助于使核與基質(zhì)材料相容。在無(wú) PMMA殼的情況下，沖擊改性 劑的有效性受到限制。
[0005] 對(duì)于用聚下二締核制備的組合物，耐候性典型地較差，因?yàn)闅堄嗖伙柡突鶊F(tuán)交聯(lián) 且變得脆化。
[0006] 沖擊改性最有效的粒徑在50到500nm范圍內(nèi)。此大小的粒子典型地通過(guò)乳液聚合 制得。
[0007] 迄今為止，可用于制備沖擊改性劑的化學(xué)物質(zhì)限于可被乳液聚合的單體。先前尚 不可使用其它化學(xué)物質(zhì)，如締控(其由于良好耐候性和低Tg而可在沖擊改性中有效），因?yàn)?不存在制備具有多層結(jié)構(gòu)(例如核/殼結(jié)構(gòu)）的小粒子的途徑。
[000引目前，官能化聚締控球粒已利用調(diào)節(jié)工藝參數(shù)來(lái)直接用于混配到另一基質(zhì)樹(shù)脂 中，可實(shí)現(xiàn)不連續(xù)的聚締控相。然而，為每種特定樹(shù)脂得到所需相容性(有限樹(shù)脂功能性)和 粒徑是相當(dāng)有挑戰(zhàn)的，必須優(yōu)化工藝條件。另外，尚不可添加殼層(如PMMA)來(lái)幫助相容和應(yīng) 力轉(zhuǎn)移。迄今為止，不存在與具有核-殼結(jié)構(gòu)（其中殼提供良好相容性且橡膠核賦予沖擊強(qiáng) 度）的丙締酸沖擊改性劑類(lèi)似的締控粉末。典型地，聚集的不連續(xù)粒子（100-500nm)可輕易 地分散于基質(zhì)樹(shù)脂中。我們假設(shè)如果丙締酸核經(jīng)締控彈性體置換，那么在相同丙締酸殼的 情況下，所述產(chǎn)品可在許多系統(tǒng)中成為現(xiàn)任基于丙締酸或下二締的沖擊改性劑的簡(jiǎn)易替代 者，且此外預(yù)期其會(huì)引入來(lái)自聚締控的良好性能屬性(例如耐候性和低溫初化）。迄今為止， 尚無(wú)可用于制備所述產(chǎn)品的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明為一種聚締控/(甲基)丙締酸沖擊改性劑和其制備方法。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種復(fù)合聚合物組合物，其包含：W下各者的乳液聚 合產(chǎn)物：（i)水性聚締控分散液，其包含一種或多種聚締控、2到25重量％的一種或多種分散 液穩(wěn)定劑、水和任選地中和劑的烙融捏合產(chǎn)物，和(ii) 一種或多種（甲基)丙締酸單體;其中 所述一種或多種聚締控的Tg等于或小于5(TC;并且其中所述烙融捏合產(chǎn)物（i)包含體積平 均粒徑為150nm到2000nm并且分散于所述水中的聚合物粒子;并且其中所述一種或多種（甲 基)丙締酸單體聚合到所述聚合物粒子上形成復(fù)合聚合物粒子。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 出于說(shuō)明本發(fā)明的目的，在附圖中展示示例性形式;然而，應(yīng)理解，本發(fā)明不限于 所展示的精確安排和工具。
[0012] 圖1為示出具有5重量％沖擊改性劑的組合物在120°C下熱暴露后隨時(shí)間而變的缺 口艾氏沖擊強(qiáng)度(在3.2mm射出成型樣本上測(cè)量)的保持的圖式；
[OOK]圖2為具有根據(jù)本發(fā)明的沖擊改性劑的LEXAN 141R的TEM圖像；W及
[0014] 圖3為具有可W名稱(chēng)PARAL0ID E化2691A購(gòu)自陶氏化學(xué)公司的沖擊改性劑的 LEXAN 141R 的 ??Μ 圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 本發(fā)明為一種聚締控/(甲基)丙締酸沖擊改性劑和其制備方法。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合聚合物組合物包含：W下各者的乳液聚合產(chǎn)物：（i)水性聚締控 分散液，其包含一種或多種聚締控、2到25重量％的一種或多種分散液穩(wěn)定劑和水的烙融捏 合產(chǎn)物，和（ii) 一種或多種（甲基)丙締酸單體;其中所述一種或多種聚締控的Tg等于或小 于50°C;并且其中所述烙融捏合產(chǎn)物(i)包含體積平均粒徑為150nm到2000nm并且分散于所 述水中的聚合物粒子;并且其中所述一種或多種（甲基)丙締酸單體聚合到所述聚合物粒子 上形成復(fù)合聚合物粒子。
[0017] 在另一替代性實(shí)施例中，本發(fā)明進(jìn)一步提供一種沖擊改性劑組合物，其包含:根據(jù) 本文所公開(kāi)的實(shí)施例中的任一者的復(fù)合聚合物組合物的噴霧干燥產(chǎn)物。
[0018] 在另一替代性實(shí)施例中，本發(fā)明進(jìn)一步提供一種經(jīng)沖擊改性的樹(shù)脂，其包含基質(zhì) 聚合物樹(shù)脂;和根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施例中的任一者的沖擊改性劑組合物。
[0019] 在另一替代性實(shí)施例中，本發(fā)明進(jìn)一步提供一種形成沖擊改性劑組合物的方法， 其包含:烙融捏合一種或多種聚締控、小于或等于一種或多種分散液穩(wěn)定劑和水，其中所述 一種或多種聚締控的Tg等于或小于50°C;在乳液聚合條件下向所述烙融捏合產(chǎn)物中添加一 種或多種（甲基)丙締酸單體W形成復(fù)合聚合物組合物；W及通過(guò)從所述乳液中移除水來(lái)分 離所述復(fù)合聚合物粒子，其中所述分離方法選自由噴霧干燥和流化床干燥組成的群組。
[0020] 水性聚締控分散液
[0021] 聚締控
[0022] 按水性分散液的固體含量的總重量計(jì)，水性分散液包含5重量％到99重量％ -種 或多種聚締控。本文中包括并且本文中公開(kāi)5重量％到99重量％的所有個(gè)別值和子范圍；舉 例來(lái)說(shuō)，重量百分比可W從5、8、10、15、20、25重量％的下限到40、50、60、70、80、90、95或99 重量百分比的上限。舉例來(lái)說(shuō)，按水性分散液的固體含量的總重量計(jì)，水性分散液可包含15 重量％到99重量％，或15重量％到90重量％，或15重量％到80重量％，或15重量％到75重 量％，或30重量％到70重量％，或35重量％到65重量％-種或多種聚締控。水性分散液包含 至少一種或多種聚締控。
[0023] 本發(fā)明所用的聚締控的Tg小于或等于50°C。本文公開(kāi)并且本文包括等于或小于50 °(：的所有個(gè)別值和子范圍。舉例來(lái)說(shuō)，Tg可等于或小于5(TC，或在替代方案中，Tg可等于或 小于40°C，或在替代方案中，Tg可等于或小于30°C，或在替代方案中，Tg可等于或小于15°C， 或在替代方案中，Tg可等于或小于0°C，或在替代方案中，Tg可等于或小于-15°C。在一個(gè)實(shí) 施例中，聚締控的Tg等于或小于-50°C。
[0024] 聚締控的實(shí)例包括(但不限于）一種或多種α-締控的均聚物和共聚物(包括彈性 體），所述α-締控如乙締、丙締、1-下締、3-甲基-1-下締、4-甲基-1-戊締、3-甲基-1-戊締、1- 庚締、1-己締、1-辛締、1-癸締 W及1-十二締，所述α-締控的均聚物和共聚物(包括彈性體） 通常W聚乙締、聚丙締、聚-1-下締、聚-3-甲基-1-下締、聚-3-甲基-1-戊締、聚-4-甲基-1- 戊締、乙締-丙締共聚物、乙締-1-下締共聚物W及丙締-1-下締共聚物為代表;α-締控與共 輛或非共輛二締的共聚物(包括彈性體)通常W乙締-下二締共聚物和乙締-亞乙基降冰片 締共聚物為代表；W及聚締控(包括彈性體），如兩種或更多種α-締控與共輛或非共輛二締 的共聚物，如通常W乙締-丙締-下二締共聚物、乙締-丙締-二環(huán)戊二締共聚物、乙締-丙締- 1,5-己二締共聚物W及乙締-丙締-亞乙基降冰片締共聚物為代表；乙締-乙締基化合物共 聚物，如乙締-乙酸乙締醋共聚物、乙締-乙締醇共聚物、乙締-氯乙締共聚物、乙締丙締酸或 乙締-(甲基)丙締酸共聚物W及乙締-(甲基)丙締酸醋共聚物。運(yùn)些樹(shù)脂可W單獨(dú)或W兩種 或更多種的組合使用。
[0025] 在所選實(shí)施例中，基質(zhì)聚合物可例如包含一種或多種選自由W下組成的群組的聚 締控：乙締-α締控共聚物、丙締-α締控共聚物和締控嵌段共聚物。具體來(lái)說(shuō)，在所選實(shí)施例 中，基質(zhì)聚合物可包含一種或多種非極性聚締控。
[0026] 在具體實(shí)施例中，可W使用聚締控，如聚丙締、聚乙締、其共聚物和其滲合物，W及 乙締-丙締-二締 Ξ元共聚物。在一些實(shí)施例中，例示性締控聚合物包括如美國(guó)專(zhuān)利第3， 645,992號(hào)中所描述的均質(zhì)聚合物；如美國(guó)專(zhuān)利第4,076,698號(hào)中所描述的高密度聚乙締 (皿PE);非均勻支化的線性低密度聚乙締化LDPE);非均勻支化的超低線性密度聚乙締 化LDPE);均勻支化的線性乙締/α-締控共聚物;均勻支化的實(shí)質(zhì)上線性的乙締/α-締控聚合 物，所述聚合物可例如通過(guò)美國(guó)專(zhuān)利第5，272，236號(hào)和第5，278，272號(hào)中所公開(kāi)的方法制 備，所述專(zhuān)利的公開(kāi)內(nèi)容W引用的方式并入本文中；W及高壓自由基聚合的乙締聚合物和 共聚物，如低密度聚乙締(LDPE)或乙締乙酸乙締醋聚合物化VA)。
[0027] 在其它具體實(shí)施例中，基質(zhì)聚合物可例如是基于乙締乙酸乙締醋巧VA)的聚合物。 在其它實(shí)施例中，基質(zhì)聚合物可W例如是基于乙締-丙締酸甲醋化ΜΑ)的聚合物。在其它具 體實(shí)施例中，乙締-α締控共聚物可W是例如乙締-下締、乙締-己締或乙締-辛締共聚物或互 聚物。在其它具體實(shí)施例中，丙締-