用作PVC或CPVC的抗冲改进剂增进剂的嵌段氯化聚烯烃制造技术

本发明专利技术公开了作为在ＰＶＣ和／或ＣＰＶＣ树脂中作为高橡胶接枝共聚物或氯化聚乙烯抗冲改进剂的性能增强剂的嵌段氯化聚烯烃。该嵌段氯化聚烯烃（例如，嵌段氯化聚乙烯）提供抗冲改进剂粒子在基体中好的分散性和在抗冲改进剂与ＰＶＣ和／或ＣＰＶＣ表面之间的好的粘附力，提供更好的物理性质，诸如缺口艾佐德冲击试验测定的冲击强度高于无规氯化聚烯烃，它通常被用作ＰＶＣ或ＣＰＶＣ中的加工助剂和抗冲改进剂。嵌段氯化聚烯烃与无规氯化聚烯烃相比所达到的性能差别应归因于嵌段聚烯烃的单个嵌段与抗冲改进剂或与ＰＶＣ／ＣＰＶＣ之间均是相容的，从而在各相之间形成更好的粘附。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有改进的各性质组合的改进的热塑性塑料配方。嵌段氯化聚烯烃可被添加到卤代乙烯基树脂组合物诸如后氯化的聚卤代乙烯(CPVC)和聚氯乙烯(PVC)中以增强选自高橡胶接枝共聚物和惯用的无规氯化聚乙烯(CPE)的抗冲改进剂的性质。嵌段氯化聚烯烃与所选的抗冲改进剂的协同效应显著地增强了PVC和CPVC组合物的抗冲性能。PVC、CPVC、以及PVC/CPVC树脂与嵌段氯化聚烯烃和所选的抗冲改进剂的共混物具有增强的抗冲击性，同时仍保留高的热变形温度(相对于原料CPVC或PVC)和好的应力应变性。嵌段氯化聚烯烃包含具有高氯含量的嵌段(例如，高达50-75重量％氯)和相对非氯化的可结晶的聚烯烃嵌段。所获得的聚合物被称为是嵌段的。可结晶的聚烯烃嵌段通常是氯化的同一聚合物的一部分。
技术介绍
为了适于预定的应用，通常将聚氯乙烯和后氯化的聚氯乙烯与抗冲改进剂、流动增进添加剂和其它添加剂一起混配以达到诸性质的平衡。为了某种特定优点而被选定的各种添加剂通常伴有在另外性质方面不甚理想的作用。添加剂诸如惯用的无规氯化聚乙烯(例如，Dupont DowChemical的Tyrin)现已被用于PVC或CPVC共混物中，通常作为加工助剂和抗冲改进剂。这些氯化聚乙烯是通过使用溶胀溶剂和/或高于聚乙烯的晶体熔融温度的氯化温度而被无规(相对于均匀)氯化的。习惯上，氯化聚乙烯是想通过氯化可结晶的聚乙烯链段来消除结晶聚乙烯相，从而抑止或防止聚烯烃的进一步结晶。氯化聚乙烯的残余结晶部分要求加工温度高于熔点，而无定形的聚乙烯部分能在较低度下被加工。使用较高的氯化温度和/或溶胀溶剂(它能减少残余结晶度)还增加氯化反应的速率，于是降低了成本。一般认为高度结晶的聚乙烯不能被有效地氯化，除非在高于晶体熔融温度的温度或使用溶胀溶剂降低结晶度。本专利技术涉及使用嵌段氯化聚烯烃作为添加剂来提高在CPVC和PVC配方中选定的抗冲改进剂诸如高橡胶接枝共聚物和氯化聚乙烯的效果。本专利技术概述嵌段氯化聚烯烃(例如，聚乙烯)能被制成具有以氯化聚烯烃(例如，聚乙烯)的重量计为10或20到约60重量％的结合氯和具有高于约25到约99重量％的残余可结晶的聚烯烃嵌段，其中所述残余可结晶的聚烯烃嵌段的重量％是以在氯化前聚合物中可结晶的聚烯烃重量为基准的百分比来表示的。这样的嵌段氯化聚烯烃能通过使用半结晶聚烯烃前体的氯化方法制备，其包括在通常为未溶胀态和温度低于其晶体熔融温度下使半结晶聚烯烃与氯进行短时间反应。根据所选定的反应条件(通常指时间、氯压力、温度)，自由基源、催化剂、和/或UV辐照在此氯化法中或许是有效的。当反应条件适于快速氯化时，聚烯烃的无定形部分成为高度氯化的，而其结晶部分仍基本上保持结晶状态。添加剂例如嵌段氯化聚烯烃(例如嵌段氯化聚乙烯)可通过增强抗冲改进剂在PVC，CPVC，或PVC/CPVC共混物中的分散度而改进选定的抗冲改进剂例如高橡胶接枝共聚物或贯用氯化聚乙烯(无定形氯化聚乙烯)的性能。不希望受专利技术理论的约束，据信本专利技术的嵌段氯化聚烯烃改进了抗冲改进剂橡胶相与PVC和/或CPVC的粘附。本专利技术的详细说明嵌段氯化聚烯烃能被用于明显地增强所选用的抗冲改进剂在PVC、CPVC、或PVC/CPVC共混物中的抗冲击性能。制成的PVC、CPVC、或共混的PVC/CPVC化合物能被用于通常的任何应用(例如，乙烯基侧板、护套、管、模塑制品等等)。抗冲改进剂选自高橡胶接枝共聚物和惯用的无规氯化聚乙烯或它们的混合物。这些抗冲改进剂现在被用于PVC和CPVC配方以赋予其好的加工性和冲击强度。当嵌段氯化聚烯烃是以适当的量被添加到高橡胶接枝共聚物或惯用的氯化聚乙烯抗冲改进剂时，所得的PVC和CPVC配方冲击性被显著地增强。本专利技术的嵌段氯化聚烯烃增强抗冲改进剂诸如高橡胶接枝共聚物或惯用的无规氯化聚乙烯的性能。该嵌段氯化聚烯烃是通过在低温下氯化聚烯烃的，以致聚烯烃(例如，聚乙烯)主链的结晶区的大部分仍保持结晶态，且与聚烯烃主链的无定形区相比其氯化效果要差。由此形成嵌段共聚物，即各聚合物链通常具有结晶和无定形区两者。转化为嵌段氯化聚烯烃的半结晶聚烯烃前体，期望在主链中具有至少为高于约25重量％、优选为至少30重量％、更优选为至少45重量％、特别优选为至少50重量％的结晶聚烯烃部分。除非另有说明，重量％结晶度是通过差示扫描量热计(DSC)，从-150℃开始以10℃/分的加热速率到250℃结束的条件下，对制成的试样进行测定的。以计算通过DSC测定结晶聚烯烃前体的熔化热(ΔH)。就氯化聚烯烃而言，ΔH测定的试样重量不包括结合氯的重量。聚烯烃前体期望含有至少85摩尔％、更期望为至少90摩尔％、优选为至少95摩尔％、更优选为至少98摩尔％的由含2-10碳原子的单烯烃聚合的重复单元。优选地，聚烯烃的重复单元是由含2-4个碳原子的α-单烯烃聚合的。优选的α-单烯烃包括乙烯、丙烯、丁烯，而最优选的是乙烯。所述的聚烯烃能通过任何聚合方法来制备，但是优选齐格勒-纳塔法、菲利普法、金属茂聚合法，因为它们能得到高重量％的结晶度。上述的聚烯烃单体能与其他共聚用单体相聚合，条件是只要这些共聚用单体不对聚合物的性质产生负面影响。优选聚烯烃具有密度(25℃)为约0.93、或0.94-约0.965、0.97、或0.98g/cc。最好，它们具有晶体熔化温度为为约110-160℃或124℃到约130、135或160℃，且其熔融指数值(ASTM D-1238 FR-E)为约0.01到40，优选为约0.05到20，最优选为约0.1到10。氯化过程可以在任何介质中进行，优选的介质为水，因为水不会明显地溶胀聚烯烃(例如，由于在25℃前体聚烯烃在介质中的溶胀为少于10％体积膨胀，优选为少于5％体积膨胀)。氯化温度期望为低于100℃，更期望为约40℃-约90℃或100℃，优选为约50℃-约70℃或80℃。氯化介质在氯化条件(温度、压力、等等)下可以是液体或气体。前体聚烯烃期望为具有平均粒径为约20-500微米的颗粒形式。氯可以作为气体或液体而被添加且其压力为约5或10磅/平方英寸绝对值(psia)到几百psia，优选为约15-约90psia和最优选为约50-约90psia。在二种物系中被添加的氯量可通过对反应器和氯源中的重量差测定来确定。另外，可以对氯进行计量。依据氯化温度不同，需要提供自由基源、催化剂、或紫外(UV)辐照以促进反应。自由基源的例子包括有机过氧化酯。催化剂的例子包括氧。UV辐照的例子包括任何能提供UV范围内辐照的光源。在氯化
中，自由基源、催化剂和紫外(UV)辐照是人们所公知的。当使用UV或过氧化酯方法时，需要在氯化前除去反应器中或与聚烯烃一起的氧。种类、量、以及最佳条件被公开在有关氯化聚合物的许多专利与出版物中，因此在本文中无须详细地讨论。现有的各种氯化法与本专利技术方法的区别在于通常没有溶胀溶剂和低温反应条件。在氯化完成后从介质中取出嵌段氯化聚烯烃。任何的副产品(例如，氯化氢等)可与过量的氯(如果存在的话)一起被除掉或中和。然后氯化聚烯烃可按常规方式洗涤和干燥。嵌段氯化聚烯烃希望具有氯含量为约10、20、25、27、30、或35重量％的结合氯到约50、55、或60重量％的氯。通常，低氯含量的氯化聚烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氯乙烯聚合物组合物，包括：ａ）至少一种具有至少７０重量％的重复单元由氯乙烯单体聚合而成的氯乙烯聚合物树脂；ｂ）至少一种具有２５重量％的结晶聚烯烃残余嵌段的嵌段氯化聚烯烃；和ｃ）至少一种的选自高橡胶接枝共聚物、无规氯化聚乙烯弹 性体、和它们的混合物的抗冲改进剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CA莱皮勒尔，RE德特曼，AL巴克曼，
申请(专利权)人：诺沃恩IP控股公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]