用于改性聚合物的流变性的方法技术

本公开涉及一种用于改性聚合物的流变性的方法以及通过该方法得到的聚合物组合物。所述组合物包含乳液形式的至少一种有机过氧化物和水。所述聚合物可包含聚烯烃。所述方法包括挤出熔融聚合物和所述组合物以及从所述熔融聚合物中除去挥发性化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改性聚合物的流变性的方法
本公开涉及一种改性聚合物的流变性的方法以及通过这种方法获得的聚合物组合物(polymericcompositions)。
技术介绍
聚合物，例如用齐格勒-纳塔催化剂生产的聚烯烃，可以具有高分子量和宽分子量分布，因此具有高熔体粘度，其通过低熔体流动速率(MFR)被证实。在某些产品应用(例如模塑、薄膜和纤维应用)中加工聚烯烃时，这些性能是不期望的。因此，已经开发了通过改变聚烯烃的流变性来降低聚烯烃分子量和缩小分子量分布的方法，例如通过降低液相中聚烯烃的粘度。窄的分子量分布和增加的熔体流动速率引起了改善的聚烯烃的流动性能。用于改善聚烯烃的流动性能的这种流变性的变化被描述为“改性”聚烯烃的流变性，从而使聚烯烃更适于某些产品应用。粘度降低也被描述为聚合物“减粘裂化”或“降解”。粘度降低通常应用于例如聚丙烯。在本申请中，流变改性旨在表明任何流变改性，包括聚合物的“减粘裂化”和交联，其也可伴随降解副反应。交联通常应用于例如聚乙烯。已知使用有机过氧化物进行聚烯烃的流变改性。用于减粘裂化聚烯烃的已知方法是在有机过氧化合物的存在下在约190℃-260℃的温度下进行的挤出。该方法的一个实例描述在文献AU5141785A中，其涉及一种通过以程序化的循环速率连续地向聚合物或共聚物中加入过氧化物(例如2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷)并在熔体挤出机中加热混合物用以C3-C8α-单烯烃均聚物或共聚物的可控的平均分子量的降低和分子量分布的改变的方法。然而，由于其有机性质，纯有机过氧化物是非常不稳定、易挥发和危险的种类，如果温度不受控制地增加，则具有高的点燃或爆炸危险，因此需要特别的处理预防措施。这种行为可能与运输和储存规则不符，和/或需要特别努力进行安全的处理和储存，因此使纯有机过氧化物的使用非常昂贵和技术复杂。此外，挤出工艺(extrusionprocess)在高温下进行，使用纯有机过氧化物会是更危险的。因此，安全处理是有机过氧化物的重要考虑，在挤出工艺中使用纯有机过氧化物是有问题的。为了解决与储存和运输相关的问题，已用矿物油稀释有机过氧化物。通过稀释有机过氧化物，可以获得较少限制的过氧化物产品安全等级。此外，有机过氧化物在聚合物例如聚烯烃中的分散可以通过在矿物油中稀释有机过氧化物来辅助。然而，尽管有机过氧化物可能降低聚烯烃的粘度并产生相对窄的分子量分布，但有机过氧化物的分解产物在聚烯烃中留下气味。此外，有机过氧化物也可以诱导聚烯烃变黄，需要较低的挤出温度和/或稳定剂以消除或最小化着色。此外，矿物油会引起影响聚合物性能的几种附加的不需要的副作用。例如，目前可利用的矿物油稀释的有机过氧化物没有提供安全问题，使得存储容量相对于用纯有机过氧化物可获得的存储容量更大，但将溶剂引入聚合物中，这可能会扰乱聚合物转化为最终聚合物产物并可能导致在挤出机中的过氧化反应期间副产物的额外降解。这些降解和副产物诱导高挥发性有机化合物(VOC)和不期望的气味至聚合物和最终聚合物产物。过氧化物的另一种可以使用的形式是过氧化物含水乳液的形式。例如，文献WO00/42078A1描述了用于聚合反应中的过氧化物含水乳液，目的是扩大可以添加到聚合物中并确保安全性的防冻添加剂的类别。文献WO00/42078A1的过氧化物含水乳液含有乳化剂体系，其包含α,β-不饱和二羧酸和C8-24α-烯烃的共聚物，其酸基与具有乙氧基化度为1-45的乙氧基化醇以及HLB值大于16的乙氧基化脂肪醇进行酯化。文献WO00/42078A1指出，这些过氧化物乳液可用于各种聚合反应，包括不饱和聚酯树脂的固化；和聚合物改性反应，包括降解、交联和接枝反应。文献WO00/42078A1的过氧化物乳液被宣称特别适用于聚合过程中，单独地或混合地与至多40重量％的一种或多种可与其共聚的烯属不饱和单体、上述单体的低聚物和(共)聚合物、以及两种或两种以上这些单体、低聚物和聚合物的混合物，作为氯乙烯聚合中的聚合引发剂(之一)。然而，在该文献中没有描述聚合物改性反应的实例。使用有机过氧化物改性聚合物流变性的已知方法，无论使用有机过氧化物的形式(非稀释的有机过氧化物、在矿物油中稀释的有机过氧化物和过氧化物含水乳液)如何，不能获得具有足够低水平的挥发性有机化合物和令人满意的低气味和/或颜色形成的聚合物。例如，在用于改性聚合物流变性的所有已知方法中，挤出的聚合物中仍然存在过量的挥发性有机化合物。此外，在用于改性聚合物流变性的所有已知方法中，降解和颜色形成也可能由聚合后使活性催化剂位点失活所需的常规方法引起。为此，在常规方法中，单独的失活容器设置在聚合反应器的下游。在失活容器中用通过聚合物粉末床喷射的蒸汽进行失活。然而，当失活不足或不均匀时，聚合物对设备的腐蚀潜能高，从而增加聚合物的降解潜力，同时影响稳定剂消耗和颜色形成。鉴于上述，仍然需要开发用于以安全的方式改性聚合物(例如聚丙烯和聚乙烯)流变性的方法，并且导致聚合物具有改善的质量，特别是在挥发性有机化合物含量以及气味和颜色形成方面。此外，仍然需要提供改性聚合物流变性的方法，其在聚合步骤之后不需要进一步单独的失活步骤。
技术实现思路
申请人惊奇地发现，通过使用包含用水乳化的有机过氧化物的组合物，通过在挤出条件下使聚合物与该组合物接触，并且通过从熔融聚合物中除去在挤出期间产生的挥发性化合物，不仅确保了有机过氧化物的安全运输和储存，另外也可以改善聚合物的流变性，同时降低聚合物中降解和副产物的产生，这导致VOC较少、聚合物中气味浓度较低以及颜色形成降低。最近，本专利技术人在挤出工艺中测试了有机过氧化物含水乳液，该挤出工艺包括从熔融聚合物中除去挥发性化合物的步骤，并惊奇地发现，相比于通过使用相应量的水和有机过氧化物而不用水乳化有机过氧化物已经预期的，有机过氧化物含水乳液显著地及不可预期地更好。此外，专利技术人惊奇地发现，从熔融聚合物中除去挥发性化合物意外地导致聚合物中降解和副产物的产生显著降低以及所产生的降解和副产物的改善的脱气。根据本专利技术的第一方面，本专利技术涉及一种改性聚合物流变性的方法，包括挤出熔融聚合物和乳液形式的组合物，所述组合物包含至少一种有机过氧化物和水，并从熔融聚合物中除去挥发性有机化合物和水分。根据一个或多个实施方式，该方法包括除去由有机过氧化物和/或聚合物的降解而产生的有机挥发性化合物。根据一个或多个实施方式，残留的挥发性有机化合物少于1100mVs，例如小于1000mVs。根据一个或多个实施方式，残留的挥发性有机化合物少于700mVs，例如从400mVs至650mVs。根据一个或多个实施方式，该方法还包括从熔融聚合物中除去水分。挤出熔融聚合物和乳液形式的组合物，所述组合物包含至少一种有机过氧化物和水(即至少一种有机过氧化物和水的乳液)，旨在表示在乳液的存在下挤出熔融聚合物。根据一个或多个实施方式，挤出熔融聚合物和乳液可以通过挤出聚合物，所述聚合物可以是例如初始粉末或颗粒形式，将上述乳液加入到聚合物中，并在所述乳液的存在下熔融挤出聚合物来进行。将乳液添加到聚合物中可以例如在挤出聚合物之前或期间进行。本公开第一方面所定义的方法对于聚合物的流变改性是有效的，例如对于聚合物降解和/或交联，而不会导致难以忍受的气味和/或颜色水平，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于改性聚合物的流变性的方法，包括：挤出熔融聚合物和乳液形式的组合物，所述组合物包含至少一种有机过氧化物和水；以及从所述熔融聚合物中除去挥发性化合物，其中，所述挥发性化合物包括挥发性有机化合物和水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.10 EP 15154574.61.一种用于改性聚合物的流变性的方法，包括：挤出熔融聚合物和乳液形式的组合物，所述组合物包含至少一种有机过氧化物和水；以及从所述熔融聚合物中除去挥发性化合物，其中，所述挥发性化合物包括挥发性有机化合物和水。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在挤出期间进行除去。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，通过在至少一个挤出机排气区中建立预定的真空度来进行除去所述挥发性化合物。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述预定的真空度设定在0毫巴至800毫巴。5.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，其中，所述至少一个挤出机排气区设置在至少一个挤出机减压区中。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，所述方法还包括：进料所述聚合物和所述组合物，使得相对于所进料的聚合物的量，所进料的所述至少一种过氧化物的量为100ppm至6000ppm。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述组合物包含20重量％至80重量％的所述至少一种有机过氧化物、至多15重量％的乳化剂、以及足够量的水以完成100％的所述组合物总重量。8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，相对于所述有机过氧化物的总重量，所述至少一种有机过氧化物含有少于10重量％的活性氧。9.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·威特纳，A·希尔格斯，G·德塔韦尼耶，M·奈德赫弗，
申请(专利权)人：鲁姆斯诺沃伦技术公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE