缩聚物聚合物树脂用封端添加剂制造技术

本发明专利技术提供一种聚合物组合物，其包含单官能性、低分子量、低环氧含量的封端化合物，多官能性的扩链剂，以及至少一种缩合聚合物，其中封端化合物包含至少一种环氧官能性单体和至少一种苯乙烯类和/或(甲基)丙烯酸类单体的聚合产物。

【技术实现步骤摘要】
本申请是基于申请日为2009年05月29日、优先权日为2008年6月16日、申请号为200980131879.0(国际申请号：PCT/US2009/045615)、专利技术名称为“缩聚物聚合物树脂用封端添加剂”的中国专利申请的分案申请。
总体而言，本专利技术涉及聚合物。具体来说，本专利技术涉及用于使聚碳酸酯和其它材料链增长的低分子量封端化合物(end-caps)，以及由这些材料制备的制品。专利技术背景许多缩合或逐步增长的聚合物，包括聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯以及聚氨酯被广泛地用来制造塑料产品，例如膜、瓶子以及其它模制产品。这些聚合物的机械和物理性质很大程度上取决于它们的分子量。在产品生命周期中，这些材料在合成步骤之后，可经历挤出步骤以及最终的加工步骤，最终加工步骤可以是进一步的复配/挤出操作，之后进行片材(profile)或精密片材成型、热成型、吹塑、或纤维纺丝，或者这些材料可以在熔融状态注射成型或模塑成型。通常，所有这些步骤都在高温下进行。此外，近年来，更加关注改进回收和再循环由这些聚合物制备的塑料的方法上，目标在于资源保存和环境保护。再循环这些聚合物中采用的加工步骤也涉及高温操作。在所有这些高温步骤中，特别是在复配/加工以及回收/再循环过程中，会发生一定程度的聚合物分子量降低(molecular weight degradation)。这样的分子量降低可能由下述机理引发：高温水解、醇解或其它存在于这种缩聚物中的熟知的解聚过程。已知分子量降低会对材料的机械、热和流变学性质产生负面影响，因此，当用于需要的用途时，应避免分子量降低，或者在进行大量再循环以用于它们的原始用途时应避免分子量降低。目前，在需要的用途中，仅可以使用非常少部分的经再循环或经再处理的分子量受损的缩聚物，或者在用量极少的用途中大比例使用。例如，由于分子量降低，经再循环的瓶子级聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)大部分只能用于纤维以及其它低端用途。类似地，从光碟(CD)废料中再循环的聚碳酸酯大部分用于低端用途。出于上述原因，目前的再循环技术局限于范围较窄的用途中。目前，在本领域中存在相当多的针对处理或再循环过程的方法，这些方法用来使分子量损失最小化以及维持或甚至增加缩聚物的分子量。大部分上述这些路线使用下述仪器作为主要的处理仪器：挤出机或固态缩聚反应器，或两者按顺序使用，或设计用于熔融或高粘度材料处理的类似仪器。将在本领域中作为“扩链剂(chain extender)”已知的化学反应物用作在任何上述这些方法中发挥作用的部分。大部分扩链剂是包含多于两个官能团的分子，作为添加剂包含在反应器或挤出机中，在上述处理步骤中的任一步或者所有步骤中，以“再偶联”已被解聚到一定程度的缩聚物链为目的。通常来说，扩链剂具有两个或更多官能团，该官能团会与分子量降低过程中形成的化学基团反应。利用扩链剂分子与两个或更多缩聚物片段反应，可以再偶联这些片段(通过桥连这些片段)，从而减少或甚至于回溯分子量降低过程。在本领域中，存在多种扩链剂种类和扩链剂组合物、缩聚物制剂、以及针对上述目标描述的处理条件。例如，美国专利6,984,694代表扩链剂的一种类型，在此将其引入作为参考。但是，扩链剂在解决再加工聚合物中的分子量降低这一问题上取得的成功是有限的。共聚物扩链剂具有缺点的原因，至少部分可以归结于它们是由生产具有非常高分子量的共聚物的传统聚合技术所生产的，当与缩聚物偶联时能够显著地增加分子量，导致局部胶凝以及物理特性方面的其它缺陷，这些缺陷限制了它们作为扩链剂的能力。大部分已知的扩链剂在加工过程中需要使用预干燥的缩聚物材料、在高真空条件下操作、以及改变催化剂和稳定剂的量。不具备上述这些特征时，分子量增加的范围受到限制，并且得到的产物显示出较低的分子量和低于预期的性质。随着扩链剂官能度的增加，可以偶联到每个扩链剂分子上的缩聚物链的数量也增加，这样对于分子量的再造是有效果的。但是，容易看到随着这些扩链剂的多官能度增加，胶凝开始的可能性也升高。本领域技术人员熟知：大量交联对于结晶度会造成巨大的负面影响，并从而会对半结晶缩聚物的机械性质造成强的负面影响，以及消极地暗示在任何产品中存在不同量的凝胶。例如，高度支化或完全交联会导致胶凝对于经注射成型的热塑塑料而言是不希望的，这是因为得到的组合物具有极高的熔体粘度(melt viscosity)。由于上述这些负面影响，因此存在对能够与这些扩链剂一起使用的物质的量和官能度方面的限制。因此，当前有效的链增长需要相对高浓度的低官能度(<4个官能团/链)扩链剂。另外，为了生产非凝胶化组合物，能够安全使用的扩链剂的最大量受到限制。上述当前领域的两方面限制与相对高的成本相关联，从而导致这些缩聚物的再处理或再循环过程不经济。仍然存在与多种现有的扩链剂相关的其它缺点。例如，缩聚物的一个缺点是存在某种类型的末端官能团。这些官能团中的一部分能够引起聚合物分子量的降低,例如在一些类型的缩聚物中，羧基经常催化经水解的聚合物降解。专利技术概述在一个方面，本专利技术提供单官能性(mono-functional)(即，每个链上仅一个官能团)、低分子量、环氧官能性(epoxy-functional)、低环氧含量的聚合物封端化合物(“end-caps”)以及提供使用该封端化合物来改性或改善缩聚物、缩聚物共混物的物理性质的方法，以及提供由经改善的缩聚物和缩聚物共混物制备的产品。上述封端化合物是环氧官能性单体，与至少一种选自烯键类(ethylenic)、苯乙烯类(styrenic)和/或(甲基)丙烯酸类单体的其它单体的聚合反应的产物。在本文中，使用的术语“缩聚物”和“缩合聚合物”是广义的且意义相同的，表示逐步增长的聚合物。因此，为了这个目的，在本专利技术说明书和所附权利要求书中，上述两个术语是可以交换使用的。上述封端化合物适合用作缩聚物处理助剂。上述封端化合物还适合用在再处理或再循环塑料的链增长中。在一个方面，本专利技术提供单官能性、低分子量、环氧官能性、低环氧含量的封端化合物，该封端化合物由至少一种环氧官能性单体与至少一种烯键类、苯乙烯类和/或(甲基)丙烯酸类单体的聚合反应来制备。在另一个方面，本专利技术提供聚合物组合物，其由已经与封端化合物和扩链剂反应过的缩合聚合物制备。在一些实施方式中，塑料制品是由经封端的、链增长的聚合物组合物制备的。在另一个方面，本专利技术提供通过缩合聚合物与环氧官能性封端化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于增加缩合聚合物分子量的方法，其包括：使包含至少一种环氧官能性单体和至少一种(甲基)丙烯酸类单体的聚合产物的封端化合物，与至少一种缩合聚合物，以及多官能扩链剂反应；和制备不含凝胶颗粒的经封端的、链增长的缩合聚合物。

【技术特征摘要】
2008.06.16 US 12/139,9551.用于增加缩合聚合物分子量的方法，其包括：
使包含至少一种环氧官能性单体和至少一种(甲基)丙烯酸类单体的聚
合产物的封端化合物，与至少一种缩合聚合物，以及多官能扩链剂反应；和
制备不含凝胶颗粒的经封端的、链增长的缩合聚合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种环氧官能性单体
在所述封端化合物总量中的存在量为4％～10重量％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述至少一种环氧官能性
单体是甲基丙烯酸缩水甘油酯。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，所述至少一种(甲基)
丙烯酸类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸甲
酯、(甲基)丙烯酸乙酯或(甲基)丙烯酸丁酯。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其中，至少一种(甲基)丙烯
酸类单体是丙烯酸丁酯。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其中，至少一种缩合聚合
物是经再循环或再处理的缩合聚合物。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的方法，其中，所述封端化合物是
单官能性封端化合物。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的方法，其中，至少一种缩合聚合
物选自：聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚缩醛、聚砜、聚苯醚、聚醚
砜、聚酰亚胺、聚醚酮、多芳...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿比奥登E阿沃朱卢，罗洛夫范德米尔，马科A维拉洛博斯，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：美国;US