相容的热塑性聚氨酯-聚烯烃共混组合物制造技术

热塑性聚氨酯／烯烃接枝聚合物与任选的一种增容聚合物的共混物与由同样的热塑性聚氨酯和非接枝型的烯烃接枝聚合物所制备的共混物相比，表现出改善的拉伸强度、压缩变定和耐磨损性能。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的来说涉及可交联的聚合物共混组合物。具体地说本专利技术涉及这样的组合物，其中交联至少部分地是通过硅烷部分而产生的，优选可水解的硅烷部分如烷氧基硅烷。有经验的技术人员知道通过自由基机理将这样的部分接枝到聚合物主链上的优选原材料是乙烯基硅烷，特别是乙烯基烷氧基硅烷。本专利技术具体地说还涉及包含热塑性聚氨酯、一种第一烯烃接枝聚合物以及，任选的一种增容聚合物的聚合物组合物。此第一接枝聚合物包括至少一个硅烷部分和，任选的至少一个酸或酸酐部分。当第一接枝聚合物含有这两部分时添加一种增容聚合物不会对组合物的拉伸或压缩变定提供实质性的改善。
技术介绍
对于聚合物共混组合物而言存在着一个已经认识到的需求，这种组合物表现出期望的热塑性聚氨酯(TPU)性能如机械(拉伸)性能和耐磨损性能以及期望的聚烯烃性能如低密度、耐极性溶剂和低的湿度敏感性。这样的组合物应该具有改善的抗压缩变定性，这与它的聚烯烃组分有关，同时在TPU组分断裂时能保持足够的拉伸强度。专利技术概要本专利技术的第一个方面是一种聚合物组合物，包含热塑性聚氨酯和第一烯烃接枝聚合物，此接枝聚合物包括至少一个第一接枝部分以及至少一个第二接枝部分，此第一接枝部分为硅烷部分，它在水分的存在下能促进接枝弹性体的交联，第二接枝部分为一种不饱和有机化合物，它在接枝前含有至少一个烯键不饱和度和一个极性官能度，能促进烯烃和TPU的相容作用。本专利技术的第二个方面是一种聚合物组合物，包含热塑性聚氨酯和第一烯烃接枝聚合物以及一种增容聚合物，所述接枝聚合物包括至少一个第一接枝部分，此第一接枝部分为硅烷部分，它在水分的存在下能促进接枝弹性体的交联。此增容聚合物也称为改性聚合物，较好选自(a)离聚物和(b)无规、嵌段或接枝烯烃聚合物，该烯烃聚合物在其主链或侧链上有一个不饱和有机化合物，它在结合到共聚物中或接枝在共聚物上之前含有至少一个烯键不饱和度和一个极性官能度，能促进烯烃和TPU的相容作用。此不饱和有机化合物也称为官能团，选自由羧酸、羧酸酯、羧酸酸酐、羧酸盐、酰胺、环氧化物、羟基化合物和酰氧基化合物组成的一组。此改性聚烯烃最好含有一个接枝的极性官能团(例如酸酐)。有经验的技术人员明白将此有机化合物结合到聚合物主链上或将此有机化合物接枝在聚合物主链上势必会把烯类不饱和部分转化为饱和部分。一种替代的优选改性聚烯烃是由极性共聚单体(例如，一个丙烯酸或者甲基丙烯酸官能团)聚合而成的乙烯共聚物，并且通过与一种离子化的金属化合物反应达到至少部分中和以形成一种离聚物。优选实施方案描述除非在此另有声明，所有的范围均包括两个端点。“改性聚烯烃”通常包括一种烯烃单体如乙烯、丙烯或含有最多20个碳原子数的其它α-烯烃单体以及含有乙烯基官能团的单体。后一种单体包括，例如，丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-羟基乙基酯、丙烯酸钠、丙烯酸锌。适用于本专利技术组合物的TPU包括美国专利(USP)4,883,837(Zabrocki)中所描述的那些TPU，出于美国专利实践的目的其相关内容在此列为参考文献。参见，例如，4栏12行到6栏5行。在此注明，任何TPU均可使用只要它在性质上是热塑性的。这就意味着它是由完全双官能团的成分如有机的二异氰酸酯制备的。制备TPU材料的一个代表性方法见于聚氨酯化学和工艺，PartII，Saunders和Frisch编著，1964年，767-769页，Interscience出版社，纽约，NY，以及聚氨酯手册，G.Oertel编辑，1985年，405-417页，Hanser出版社，在美国由Macmillan出版公司发行，纽约，NY。具体内容可以在许多美国专利中找到，例如，USP4,245,081、4,371,684、4,379,904、4,447,590、4,523,005、4,621,113和4,631,329。出于美国专利实践的目的前述专利及文本中的相关内容在此列为参考文献。优选的TPU包括从含有有机二异氰酸酯、至少一种聚合二醇以及至少一种双官能团增量剂的混合物制备的聚合物。此TPU可按照上面引用的参考文献中所描述方法采用预聚物、准预聚物或一步法制备。先前用于制备TPU的任何有机二异氰酸酯在此也可使用，包括芳香族、脂肪族和环脂族二异氰酸酯及其混合物。TPU的用量应能足以赋予组合物期望的TPU性能，而不要太多以致有效地抵消由于加入聚烯烃而获得的成本优势、性能效益或两者。理想的用量应能足以提供这样的一种组合物，其压缩变定和拉伸强度值均超过用混合物的单一性(直线)规则对TPU和聚烯烃进行计算所得到的数值。TPU的用量优选为5-95wt％(重量)，更优选为30-85％(重量)，均基于组合物总重量。尽管TPU含量小于5wt％或大于95wt％是可能的，但考虑到两种聚合物存在的整体优势这种现象是不会出现的。当一种TPU与一种聚烯烃共混后，得到的共混物的形态介于两个极端之间。一个极端是，相对于聚烯烃含量而言低TPU含量会产生一个连续的聚烯烃相，其中分散着个别的TPU域。另一个极端是，相对于聚烯烃含量而言高TPU含量会产生一个连续的TPU相，其中分散着个别的聚烯烃域。在TPU与聚烯烃的含量相等或几乎均等的中间点时，共混物的形态表现出共连续相。当增容剂或具有增容官能团的聚合物加入到共混物中时，相对于缺少增容剂或增容官能团的共混物而言，分散相的粒径会发生改变。分散相中粒径改变反过来会导致共混物机械性能的变化，这是相对于缺少增容剂或增容官能团的共混物而言的。第一烯烃接枝聚合物可方便地通过在一种乙烯聚合物中接枝一种或更多种官能团来制备。“乙烯聚合物”是指一种乙烯/α-烯烃共聚物或二烯改性的乙烯/α-烯烃共聚物，作为例子的乙烯聚合物包括乙烯/丙烯共聚物(EP)、乙烯/辛烯共聚物(EO)、乙烯/丁烯共聚物(EB)、乙烯/丙烯/双烯(EPDM)共聚体以及乙烯/苯乙烯共聚体。更具体的例子包括线形超低密度聚乙烯(ULDPE)(例如，道化学公司生产的AttaneTM)、均匀支化的线形乙烯/α-烯烃共聚物(例如，Mitsui石化有限公司生产的TafmerTM和Exxon化学公司生产的ExactTM)，均匀支化的完全线形乙烯/α-烯烃共聚物(例如，道化学公司生产的AffinityTM聚合物、杜邦道弹性体公司生产的Engage聚合物以及杜邦道弹性体公司生产的NordelIP烃类橡胶)。更优选的乙烯/α-烯烃聚合物包括均匀支化的线形和完全线形的乙烯共聚物，其密度在0.85-0.92g/cm3范围内(按照ASTM D-792测定)，特别在0.85-0.90g/cm3之内，熔体指数或I2(按照ASTM D-1238测定，190℃/2.16kg)从0.01到500g/10分钟，优选为0.05到30g/10分钟，特别优选完全线形的乙烯共聚物。“完全线形”是指一种聚合物，其主链上每1000个碳原子中有0.01-3个长支链取代。“长链支化”或“LCB”是指链的长度超过由于α-烯烃结合到EAO聚合物或EAO聚合共混物的主链上所产生的短链的长度。尽管当链长大于6个碳原子后C-13核磁共振谱(C13NMR)不能辨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物组合物，包含一种热塑性聚氨酯和一种第一烯烃接枝聚合物，此接枝聚合物包括至少一个第一接枝部分和至少一个第二接枝部分，第一接枝部分是在水分的存在下能促进接枝弹性体交联的硅烷部分，第二接枝部分是一种不饱和有机化合物，它在接枝前含有至少一个烯键不饱和度和一个极性官能度，能促进烯烃和热塑性聚氨酯之间的相容作用。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SH克里，JE布兰恩，
申请(专利权)人：杜邦唐弹性体公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]