改善热塑性聚合物熔融加工的方法及生产的组合物技术

公开一种包含链段共聚物的热塑性熔体共混物的形成方法，其中所述熔体共聚物显示出改善的加工特性。还公开了包含热塑性和链段共聚物的塑料制品的形成方法，以及由其形成的塑料制品。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是2000年9月14日申请的USSN 60/232414的部分继续。本专利技术涉及一种通过与链段聚合物形成共混物改善热塑性塑料的熔融加工的方法。本专利技术还涉及由其生产的制品。热塑性聚合物“聚氯乙烯”(“PVC”)的组合物在不存在增塑剂或加工助剂的情况下难以加工成均匀的有用制品。该组合物难以熔融(即从固体共混物转变成熔融的熔体共混物)，所得熔体是不均匀和“干酪状的”，熔体强度差而且伸长率低。增塑剂消除许多此类加工问题，但损失所生产的热塑性制品的物理性能，特别是刚性。用于PVC的加工助剂是使将被加工的PVC有良好的物理性能而不损失刚性的聚合物添加剂。本领域已知降低PVC加工助剂的玻璃化转变温度(Tg)可使这些加工助剂更彻底地分散至PVC中(US3833686、EP394659)。这可表现为透明PVC板的透明度改善和凝胶缺陷减少，间接地表现为所述PVC在加工过程中迅速地从固体共混物熔化成热塑性熔体共混物。此更容易熔融表现为例如在给定温度下熔融时间较短或在较低温度下以给定的熔融时间完成熔融。可惜加工助剂的Tg可降低的程度有限，原因在于所述干态的加工助剂必须是自由流动的固体，典型地为粉末，而且必须在典型的储存条件下保持此状态以在熔融加工之前与PVC粉末共混和配制。如果所述加工助剂是乳液或悬浮聚合物，则在典型地通过在高温下喷雾干燥等操作实现其分离的过程中不必熔化或形成膜。典型地，如果所述加工助剂的Tg下降到50℃以下，则不能获得自由流动的、储存稳定的粉末，在储存过程中形成的块或“砖状物”在固体共混期间不易破碎形成均匀的固体共混物。降低加工助剂的总Tg的一种方法是使用以两步聚合制备的聚合物，其中一种组分具有降低的Tg。US-A-3 833 686公开了分两步顺序地生产的通过乳液聚合制备的芯-壳颗粒，其中所述较低Tg组分是芯，高Tg材料例如甲基丙烯酸甲酯(MMA)是壳。这些芯-壳颗粒包含很高比例的不具有高Tg链段的低Tg聚合物、不具有低Tg链段的高Tg聚合物、和既有高Tg链段又有低Tg链段的聚合物。此外，许多链很长且因偶然交联而有网状结构。虽然即使所述芯的Tg接近或低于室温也能以此方式获得自由流动粉末，但不幸的是此聚合物颗粒不能在熔融加工过程中不能完全破裂，因而不能实现其作为加工助剂的全部潜能。我们意外地发现链段共聚物可制成非粘性粉末，仍起热塑性塑料(例如PVC)的加工助剂的作用，提供与低Tg加工助剂所促进的那些一致的短熔融时间和低熔融温度。这些链段共聚物还可在典型条件下储存而不压实、结块或熔融。它们可被送入加工室，与热塑性塑料混合产生固体共混物而不结块。这些固体共混物的加热和混合产生熔融加工性改善的熔体共混物，可成型和冷却产生均匀的有用热塑性制品。如果要在例如压延、挤出、吹塑、注塑、膨胀成泡沫、和双取向材料的制备等加工操作中用最短的停产时间以高生产率生产始终如一地高质量的制品，此改善的加工特性是必要的。本专利技术的一方面涉及一种方法，包括以下步骤(a)形成包含热塑性聚合物和链段共聚物的固体共混物；和(b)混合和加热所述固体共混物形成熔体共混物；其中所述熔体共混物的熔融加工改善项具有至少10的值。本专利技术的第二方面涉及一种方法，包括以下步骤(a)形成包含热塑性聚合物和链段共聚物的固体共混物；(b)混合和加热所述固体共混物形成熔体共混物；(c)使所述熔体共混物成型形成制品；和(d)使所述制品冷却至室温；其中所述熔体共混物的熔融加工改善项具有至少10的值。本专利技术的第三方面涉及一种制品，其中所述制品包含热塑性聚合物和链段共聚物。本专利技术的第四方面涉及通过本专利技术第二方面的方法生产的塑料制品。另一方面，一至四方面所述热塑性聚合物是选自聚卤代乙烯均聚物、聚卤代乙烯共聚物、氯化聚氯乙烯(“CPVC”)及其组合的聚合物。优选的热塑性聚合物是聚氯乙烯。再另一方面，一至四方面所述链段共聚物是选自梳形共聚物、嵌段共聚物、及其组合的共聚物。所述链段共聚物优选是梳形共聚物。本文中所用以下术语有这些定义聚合物链的“主链”是彼此连接的聚合单体单元的集合。所述连接典型地通过共价键实现。“非末端”单体单元与至少两个其它单体单元直接连接。“末端”单体单元位于聚合物链的末端，与一个其它单体单元直接连接。例如，所述主链的聚合单体单元可由烯键式不饱和单体衍生。“线型”聚合物(均聚物或共聚物)是有未支化主链的聚合物。本文所用术语“线型”还意指包括其中已发生少量支化的聚合物。例如，自由基聚合过程中的夺氢作用可能导致支化。“支化”聚合物是有第一“主链链段”的聚合物，所述聚合物有通过所述第一主链链段的“非末端”原子与之化学连接的其它主链链段(即“支链”)。典型地，此第一主链链段和所有支链有相同或相似的组成。“侧”基是与聚合物的主链相连的基团。术语侧基可用于描述实际上是聚合单体单元的一部分的基团。例如，甲基丙烯酸2-羟乙酯的聚合单元的羟乙基可称为“侧羟乙基”或“侧羟基官能团”。与聚合物主链相连的大基团与主链聚合物的组成不同时，通常也将这些大基团称为“侧基”。这些大基团本身可以是聚合物链。例如，通过与其它单体反应使大分子单体并入聚合物链时，其反应性双键的两个碳成为所述主链的一部分，而原来与所述大分子单体的双键相连的聚合物链变成“侧基”，它可能有例如500至100,000的分子量。“侧”基还可描述成“悬挂在”所述主链上。“端”基位于聚合物链的末端，与末端单体单元化学连接。端基可有例如与聚合物主链的组成不同的组成。“侧”基可出现在“末端”位置。这样，“端”基是“侧”基的特殊情况。“大分子单体”是有至少一个能在自由基聚合过程中聚合的末端烯键式不饱和基的任何低分子量水不溶性聚合物或共聚物。“水不溶性”意指在25至50℃下水溶性不大于150mmol/l。“低分子量”意指所述大分子单体有优选10至1,000、更优选20至1,000、最优选20至200的聚合度。“聚合度”意指所述大分子单体中存在的聚合单体单元的数量。“大分子单体”是在聚合物链的末端有至少一个可进一步与其它单体聚合产生梳形共聚物的官能团的低分子量聚合物。参见例如Kawakami，“Encyclopedia of Polymer Science and Engineering”，9卷，195-204页，John Wiley & Sons，New York，1987。典型地，所述大分子单体的聚合物链含有作为聚合单元的烯键式不饱和单体。所述烯键式不饱和单体优选这样选择以使所述大分子单体如前面所述具有低或非水溶性。本文中术语“大分子单体水乳液”用于描述含有以水不溶性粒子形式分散在其中的大分子单体的水乳液。“接枝链段”是沿聚合物主链位于侧位的聚合物链。接枝链段可包括作为聚合单元的一类单体或多于一类单体。接枝链段的组成不同于与之相连的主链聚合物的组成，相反，支化主链的“支链链段”有与所述支化主链的其它部分相同或相似的组成。“末端接枝链段”位于主链聚合物链的末端，与所述主链聚合物链化学连接。“末端接枝链段”是“侧接枝链段”的特殊情况。本专利技术梳形共聚物(即接枝共聚物)包括一或多类组成的接枝链段。“接枝共聚物”是聚合物或共聚物链作为侧链与聚合物主链化学连接时形成的大分子。这些侧链是本文中前面所述“接枝链段”。由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括以下步骤： （ａ）形成包含热塑性聚合物和链段共聚物的固体共混物；和 （ｂ）混合和加热所述固体共混物形成熔体共混物； 其中所述熔体共混物的熔融加工改善项有至少１０的值。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：W劳，PR范利南，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]