改进的塑料组合物制造技术

一种塑料组合物，包括具有１至１００纳米直径的聚合物纳米颗粒和聚合物组分。还提供一种制备这样的塑料组合物的方法。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种改进的塑料组合物。本专利技术特别涉及包括具有直径为1至100nm的聚合物纳米颗粒的改进的塑料组合物。与无聚合物纳米颗粒的相同组合物相比，本专利技术的组合物改进了至少一种性能。本专利技术还涉及一种提供改进的塑料的方法，包括形成具有直径为1至100nm的聚合物纳米颗粒；和形成包括聚合物纳米颗粒的塑料组合物。塑料可单独使用或与其它材料组合形成复合物。由于塑料常常为脆性的或缺少足够强度，因此一直需要提高其机械性能。聚合物颗粒可用于改进热塑性和热固性树脂的机械性能和熔体加工性能。例如聚氯乙烯树脂和氯化聚氯乙烯树脂(以下统称为“PVC”)具有各种性能的综合，使其特别适合用作结构材料，但仍然存在脆性。PVC与具有橡胶相的聚合物颗粒共混改进了冲击强度(例如作为冲击改性剂)。仍然需要改进可用作塑料添加剂的聚合物颗粒的性能。WO 200075244公开了通过一种或多种环氧官能粘结剂与具有平均粒度为5至200nm的羧基官能金属-有机纳米颗粒反应形成的粘结剂。需要提供一种具有至少一种改进性能的塑料组合物。已发现，此改进存在于包括具有直径为1至100nm的聚合物纳米颗粒的塑料组合物中。本专利技术的第一方面提供一种包括具有直径为1至100nm的聚合物纳米颗粒的塑料。本专利技术第二方面提供一种提供塑料的方法，包括形成具有直径为1至100nm的聚合物纳米颗粒；和形成包括该聚合物纳米颗粒的塑料组合物。这里使用的如下简写，除非另有清楚说明，否则将具有如下含义C＝℃；μm＝微米；UV＝紫外线；rpm＝每分钟的转数；nm＝纳米；J＝焦耳；cc＝立方厘米；g＝克；wt％＝重量百分比；L＝升；mL＝毫升；pphr＝每100份树脂的份数，以重量计；MIAK＝甲基异戊基酮；MIBK＝甲基异丁基酮；PMA＝聚(丙烯酸甲酯)；CyHMA＝甲基丙烯酸环己酯；EG＝乙二醇；DPG＝二丙二醇；DFA＝乙酸二甘醇乙基醚酯；BzA＝丙烯酸苄酯；BzMA＝甲基丙烯酸苄酯；MAPS＝MATS＝甲基丙烯酸(三甲氧基甲硅烷基)丙基酯；PETTA＝四/三乙酸季戊四醇酯；PPG4000DMA＝二甲基丙烯酸聚丙二醇4000酯；DPEPA＝五丙烯酸二季戊四醇酯；TMSMA＝甲基丙烯酸三甲基甲硅烷基酯；MOPTSOMS＝甲基丙烯酰氧基丙基双(三甲基硅氧烷基)甲基硅烷；MOPMDMOS＝3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷；TAT＝三烯丙基-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮；IBOMA＝甲基丙烯酸异冰片酯；PGMEA＝乙酸丙二醇单甲基醚酯，PEGMEMA 475＝聚(乙二醇甲基醚)甲基丙烯酸酯Mw＝475；GMA＝甲基丙烯酸缩水甘油酯；和PGDMA＝二甲基丙烯酸丙二醇酯。术语“(甲基)丙烯酸类”包括丙烯酸和甲基丙烯酸类，术语“(甲基)丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。此外，术语“(甲基)丙烯酰胺”是指丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。“烷基”包括直链、支链和环状烷基。本专利技术涉及塑料组合物，其包括具有平均粒径为1至100纳米、优选1至50纳米、更优选1至20纳米的聚合物纳米颗粒。PNP进一步通常具有至少1.5nm，优选至少2nm的平均粒径。测定PNP的颗粒尺寸(平均粒径)的一种方法是使用标准动态光散射技术，其中将相关函数用LaPlace转化法如CONTIN转化为流体力学直径。通常，PNP具有的玻璃转化温度为-90至170℃(对于聚合的多烯属不饱和单体不存在的组成)，通过模态差示扫描量热法测定。本专利技术的PNP一般具有“表观重均分子量”在5,000至1,000,000，优选10,000至500,000，更优选15,000至100,000的范围内。这里使用的“表观重均分子量”反映PNP颗粒的尺寸，使用标准凝胶渗透色谱法，例如使用40℃的THF溶剂，3个PlgelTM色谱柱(Polymer Labs，Amherst，MA)，100埃(10nm)，103埃(100nm)，104埃(1微米)，30cm长，7.8mm ID，1ml/min，100μl注射体积，用Polymer Lab CALIBRETM的软件校准至窄聚苯乙烯标准。这里称为聚合物纳米颗粒(“PNP”)的聚合物颗粒为加成聚合物，其含有作为聚合物单元的至少一种多烯属不饱和单体和至少一种烯属不饱和水溶性单体。可用于本专利技术的合适多烯属不饱和单体包括二-、三-、四-或更高级的多官能烯属不饱和单体，如二乙烯基苯、三乙烯基苯、二乙烯基甲苯、二乙烯基吡啶、二乙烯基萘、二乙烯基二甲苯、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二乙烯基醚、三乙烯基环己烷、(甲基)丙烯酸烯丙基酯、二(甲基)丙烯酸二甘醇酯、二(甲基)丙烯酸丙二醇酯、2，2-二甲基丙烷-1，3-二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸1，3-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸1，4-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸1，6-己二醇酯、二(甲基)丙烯酸三丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸三甘醇酯、二(甲基)丙烯酸四甘醇酯、二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯如二(甲基)丙烯酸聚乙二醇200酯和二(甲基)丙烯酸聚乙二醇600酯、二(甲基)丙烯酸乙氧基化双酚A酯、二(甲基)丙烯酸聚丁二醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三乙氧基三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯、甘油基丙氧基三(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、单羟基五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、二乙烯基硅烷、三乙烯基硅烷、二甲基二乙烯基硅烷、二乙烯基甲基硅烷、甲基三乙烯基硅烷、二苯基二乙烯基硅烷、二乙烯基苯基硅烷、三乙烯基苯基硅烷、二乙烯基甲基苯基硅烷、四乙烯基硅烷、二甲基乙烯基二硅氧烷、聚(甲基乙烯基硅氧烷)、聚(乙烯基氢硅氧烷)、聚(苯基乙烯基硅氧烷)和其混合物。通常，PNP含至少1wt％的至少一种聚合的多烯属不饱和单体，按PNP重量计。高达并包括99.5wt％的聚合多烯属不饱和单体(按PNP的重量计)有效用于本专利技术的颗粒中。聚合多烯属不饱和单体的量优选为1至80％、更优选1至60％，最优选1至25％(重量)，按PNP的重量计。可为共聚合单元包括在聚合物纳米颗粒中的合适烯属不饱和单体包括但不限于(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸链烯基酯、芳族(甲基)丙烯酸酯、乙烯基芳烃单体、含氮的化合物和其含硫类似物和取代的乙烯单体。PNP任选地包含作为聚合单元的一种或多种不属于多烯属不饱和单体的第三单体。合适的第三单体包括(甲基)丙烯酸C1-C24烷基酯，如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯和(甲基)丙烯酸十九烷基酯和其混合物。其它合适的第三单体包括(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸1-甲基-2-羟乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、乙酸乙烯酯；维萨酸(versatate)乙烯酯；二异丁烯；乙烯基芳烃单体如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对-甲基苯乙烯、乙基乙烯基苯、乙烯基萘、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塑料组合物，包括具有１至１００ｎｍ直径的聚合物纳米颗粒和塑料组分，其中所述塑料组分包括下列材料中的至少一种：尼龙组合物、聚（对苯二甲酸丁二醇酯）组合物、聚（对苯二甲酸乙二醇酯）组合物或上述组合物与其它工程塑料如聚碳酸酯组合物的共混物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CA克鲁兹，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]