用于聚合物链延长的固体浓缩组合物制造技术

一种用于促进聚合物内的链延长的固体浓缩组合物和相应的方法，该组合物包括链延长剂和非反应活性的载体树脂或者共反应活性的载体树脂。该浓缩组合物阻止了在模制设备内链延长剂的过早反应、增加了链延长剂分散遍及于聚合物，并且由此阻止了凝胶化和促进了均匀的链延长。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术总的涉及用于形成逐步增长的聚合物的浓缩物，特别地涉及用于逐步增长的聚合物的链延长浓缩物。许多逐步增长的聚合物，包括聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯和聚氨酯被广泛用于制备塑料产品例如薄膜、瓶、片料以及其他模制和挤出的产品。这些聚合物的机械和物理性能高度取决于它们的分子量。在寿命周期内，这些材料可能经历合成过程，接着是挤出步骤和最终的加工步骤，该加工步骤可以是另一个复合的挤出操作，接着是热成型、吹塑或者纤维纺丝，或者它们可以熔融的状态注塑，所有这些步骤在高温条件下进行。另外，近年来，已经把增加的注意力集中在使由这些聚合物制得的制品再生的改进的方法上，目光朝向了资源保护和环境保护。在制备和再生这些聚合物中涉及的加工步骤也涉及到高温。在这些高温步骤的每一个中，特别是在复合/加工和回收/再生步骤期间出现了一定程度的聚合物分子量降低。该分子量降低可以通过高温水解、醇解或其他对于这些缩聚物非常公知的解聚机理而发生。公知的是分子量降低负面影响了材料的机械、热和流变性能，从而阻止了它们用于所需要的应用中或者阻止了在它们的原始应用中以大的比例再生。如今，具有退化的分子量的再生或再加工的缩聚物仅仅可以非常低的比例用于所需要的应用中或者以较大的比例用于较少需要的应用中。例如，由于分子量降低，再生的瓶子等级的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)主要专用于薄膜和其他低级的应用中。类似地，得自于光盘(CD)碎片的再生的聚碳酸酯主要用于低级的应用。出于这些原因，现有的再生技术受限于狭窄范围的应用。如今，现有技术中存在显著数量的这样的方法，其用于将分子量损失减少到最小；和保持或者甚至增加用于再加工或再生的缩聚物的分子量。大多数这些路径采用挤出机、固态缩聚反应器或两者串联，或者设计用于熔体或高粘度材料加工的类似设备作为主要的加工设备。作为任何这些过程的仪器部分，采用了现有技术中公知为“链延长剂”的化学反应物。对于大部分而言，链延长剂是多官能的分子，在任意或所有的所描述的加工步骤期间出于将已经一定程度上解聚的缩聚物链“重新偶合”的目的而将其作为添加剂加入到挤出机或反应器中。通常，链延长剂具有两个或多个化学基团，该化学基团对于在分子量降低过程期间形成的化学基团是反应活性的。通过使链延长剂分子对两个或多个缩聚物片断起反应，可以将它们(通过使它们桥接)重新偶合，因此减少或者甚至颠倒分子量降低过程。在现有技术中，出于该目的而描述了许多链延长剂种类和组成、缩聚物制剂和加工条件。二-或多官能的环氧化物、环氧树脂或其他具有两个或多个环氧自由基的化学物质是已经用于增加再生聚合物的分子量的链延长改性剂的例子。通常使用常规的方法通过将表氯醇与具有两个或多个终端活性氢基团的分子反应而制备这些二-或多官能的环氧化物。这些链延长剂的例子包括通过双酚A与表氯醇反应而制备的双酚型环氧化合物、通过将酚醛清漆树脂与表氯醇反应而制备的酚醛清漆型环氧化合物、通过将羧酸与表氯醇反应而形成的聚缩水甘油酯，以及由脂族醇和表氯醇制备的缩水甘油醚。另外，已经将各种丙烯酸系共聚物用作聚合物添加剂，以提高聚酯和聚碳酸酯的熔体强度和熔融粘度。这些添加剂通常包括得自于各种含环氧的化合物和烯烃例如乙烯的共聚物。然而，这些链延长剂在解决再加工的聚合物的分子量降低问题中遭遇到有限的成功。这些共聚物链延长剂的缺点可以至少部分归因于这样的事实它们通过常规的聚合技术制备，而这些常规聚合技术制备出具有限制它们作为链延长剂的能力的物理性能的共聚物。两个主要问题如今持续在现有技术中。首先，为了在挤出或固态反应器体系中的合理的停留时间下具有充足的链延长(即，在给定尺寸的设备中优良的生产率)，大多数已知的链延长剂需要使用预先干燥的缩聚物材料、在高真空下操作，和在加工期间采用变化数量的催化剂和稳定剂。没有这些特征，分子量增加的程度是有限的并且得到的产品表现出较低的分子量和较少的所希望的性能。其次，由于链延长剂的官能度增加，因此可以偶合到每一链延长剂分子上的缩聚物链的数量增加，并且因此其在重新构建分子量中的效果也增加。然而，容易看出的是，由于这些链延长剂的官能度增加，因此所得产品的支化度和开始凝胶化的潜能也增加。本领域技术人员知道大范围的支化对结晶度并且因此对半结晶的缩聚物的机械性能具有强的负面作用，以及在任意产品中存在变化数量的凝胶的负面含义。这些负面作用的结果是，可用于这些链延长剂的最大官能度有限。于是，假定最大官能度是有限的，则有效的链延长普遍需要相对大浓度的较低官能度(＜4官能团/链)链延长剂。与现有技术的这两种限制相关的相对高的成本使得这些缩聚物的再加工或再生不经济。已经有效地克服了现有技术所遇到的问题的一类链延长剂是基于环氧官能化的苯乙烯丙烯酸系共聚物的那些，其由至少一种环氧官能化的丙烯酸系单体和至少一种非官能化的苯乙烯系和/或丙烯酸酯单体制得。这些链延长剂是于2003年1月15日所提交的、题目为“用于缩聚物的加工、后加工和再生的低聚物链延长剂、合成、组成和应用”，序列号10/342,502，专利技术人William Blasius、Gary A.Deeter和Marco A.Villalobos的美国专利申请的主题。尽管披露于2003年1月15日提交的美国专利申请序列号10/342,502中的这些环氧官能化的苯乙烯丙烯酸系共聚物链延长剂的能力胜过现有技术的链延长剂，但这些链延长剂当直接引入模制设备时也表现出一些缺点。这些链延长剂难以粒化或者要不然聚集。另外，该环氧官能化的苯乙烯丙烯酸系共聚物链延长剂与现有技术的链延长剂相比是高度反应活性的。结果在某些应用中，该环氧官能化的苯乙烯丙烯酸系共聚物链延长剂具有在模制设备或挤出机的进料或引入区中产生过反应条件的趋势。这些过反应条件是在环氧官能化的苯乙烯丙烯酸系共聚物链延长剂与它们所用于的逐步增长的聚合物之间熔融温度的不均衡所造成的结果。环氧官能化的苯乙烯丙烯酸系共聚物链延长剂的熔融温度约为50℃，然而通常逐步增长的聚合物的加工温度约为240℃-300℃。因此，当环氧官能化的苯乙烯丙烯酸系共聚物链延长剂被直接引入加工设备的进料区时，链延长剂熔融并且在实现合适的分散和均匀化之前开始与逐步增长的聚合物反应。当环氧官能化的苯乙烯丙烯酸系共聚物链延长剂过早地反应时，局部的过反应区域产生了凝胶化，这反过来影响了适宜的制品成型。当制备具有最小的厚度的制品，例如纤维或薄膜时，尤其提出了过反应的问题。因此，在工业中存在着对能够有效地传送并且允许环氧官能化的苯乙烯丙烯酸系共聚物链延长剂在聚合物内适宜的均匀化的方法和浓缩组合物或者母料的需要。专利技术概述因此，在一个优选实施方案中，本专利技术指向一种可用于改进逐步增长聚合物的分子量的固体浓缩组合物，其包括至少一种环氧官能化的苯乙烯丙烯酸系共聚物和至少一种非反应活性的载体树脂。根据另一个优选实施方案，固体浓缩组合物包括至少一种环氧官能化的苯乙烯丙烯酸系共聚物和至少一种共反应活性的环氧官能化载体树脂。本专利技术还指向一种通过将至少一种环氧官能化的苯乙烯丙烯酸系共聚物与载体反应并且将所述组合物与至少一种具有至少一个环氧乙烷官能团的聚合物熔融复合而制备聚合物的方法，其中所述载体选自非反应活性的载体树脂和共反应活性的环氧官能化树脂。由于当固体浓缩组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体浓缩组合物，包括：ａ）至少一种环氧官能化的苯乙烯丙烯酸系共聚物；和ｂ）至少一种非反应活性的载体树脂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：WG小布拉西乌斯，V卡拉延，DR小多兹，
申请(专利权)人：克莱里安特财务BVI有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]