抗冲击改性组合物、其制备方法和包含其的制品技术

本文公开了抗冲击改性组合物，包含第一聚合物；和分散于所述第一聚合物中的第二聚合物；其中所述第一聚合物和所述第二聚合物在彼此存在下进行熔融聚合，在聚合之后彼此发生相分离；相互并不反应性结合；并且在聚合之前，所述第一聚合物的前体和所述第二聚合物的前体彼此可溶。本文中还公开了一种方法，包括第一单体和第二单体在彼此存在下进行熔融聚合从而形成第一聚合物和第二聚合物；其中所述第一单体和所述第二单体彼此可溶；其中第一聚合物和第二聚合物彼此发生相分离，所述第二聚合物分散于所述第一聚合物中；其中所述第一聚合物和所述第二聚合物并不彼此反应性结合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗冲击改性组合物、其制备方法和包含其的制品
本公开涉及抗冲击改性组合物，涉及制备这些组合物的方法，并涉及包含其的制品。
技术介绍
与聚合物的抗冲击改性有关的技术已经充分确立。该项技术的一个主要领域涉及使用软或橡胶颗粒生成先进的增韧聚合物材料(advancedtoughenedpolymermaterial)。两种常见的商用橡胶增韧聚合物(rubbertoughenedpolymer)是高抗冲击聚苯乙烯(HIPS)和丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)。这两种橡胶增韧聚合物都包含至少一种刚性相(聚苯乙烯)和弹性体(橡胶)相(聚丁二烯)。通过熔体共混和接枝聚合将丁二烯橡胶引入这两种材料中。举例而言，已经经过橡胶增韧的其它聚合物包括聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)，聚氯乙烯(PVC)，聚丙烯(PP)和环氧树脂。这些材料的重要参数包括刚性相模量，橡胶相模量，橡胶颗粒尺寸，橡胶颗粒负载量，橡胶颗粒之间的距离，以及刚性相和橡胶相之间的附着力。对于这类材料而言，所述形态由嵌入更刚性的基质中的分散的橡胶颗粒构成。适合于有效的冲击性能的尺寸和浓度都是材料依赖性的。然而，对于广泛的系统已经确定了一般的浓度范围。通常而言，橡胶颗粒浓度据观察为1重量百分比(wt％)～20wt％。对于给定的浓度，所述粒径指示了所述颗粒间的距离。所述粒径也是材料依赖性的，但在区域尺寸(domainsize)处于0.1微米(μm)～10μm的范围内时，大多数系统都会显示出最佳的性能。已经充分确立的是软橡胶颗粒的正确分散能够显著提高聚合物断裂和失效时所吸收的能量。通过将所述失效模式从最初脆弱的模式改变成更具韧性(性质上，innature)的模式而实现此目的。发生这种情况是因为所述颗粒使所述裂隙事件离域(delocalize)，释放所述裂纹尖端附近的静水应力(hydrostaticstress)，并使所述基质材料在更不受约束的应力状态下变形。在颗粒空化(cavitation)(缓解静水应力)之后，所述基质变形的微观机制包括裂纹，非弹性空隙生长(inelasticvoidgrowht)，剪切成带(shearbanding)和断裂。也已经证明的是，橡胶颗粒和相似尺寸的空隙表现出类似的增韧过程。这种结果表明除了橡胶颗粒分散之外，能够通过形成空隙而实现增韧。由单体熔融聚合的聚合物材料(例如，阴离子聚合的聚酰胺)的抗冲击改性比其它常见聚合物更复杂。抗冲击改性剂经过选择使其与所述现有的聚合化学相容。然而，橡胶颗粒在熔融聚合材料中的分散已经完成，包括过程粘度增加、颗粒聚集和均匀颗粒分散的问题都会降低这些产品的耐久性(viability)。因此，希望得到一种方法，藉此所述熔融聚合的聚合物材料能够经过适当地抗冲击改性，从而使其不会出现上述问题。
技术实现思路
本文公开了包含第一聚合物；和分散于所述第一聚合物中的第二聚合物的冲击改性组合物；其中所述第一聚合物和所述第二聚合物在彼此存在下进行熔融聚合，在聚合之后彼此发生相分离；并不相互反应性结合；并且其中在聚合之前所述第一聚合物的前体和第二聚合物的前体彼此可溶。本文还公开了一种方法，包括第一单体和第二单体在彼此存在下进行熔融聚合从而形成第一聚合物和第二聚合物；其中所述第一单体和所述第二单体彼此可溶；其中所述第一聚合物和所述第二聚合物彼此发生相分离，所述第二聚合物分散于所述第一聚合物中；其中所述第一聚合物和所述第二聚合物并不彼此反应性结合。附图说明图1(A)显示了描述不含D4的对照聚酰胺6的所述抗冲击改性组合物的冷冻断裂表面的形态的扫描电子显微镜显微照片；图1(B)显示描述具有1wt％D4的聚酰胺6的抗冲击改性组合物的冷冻断裂表面的形态的扫描电子显微镜显微照片；图1(C)显示描述具有2wt％D4的聚酰胺6的抗冲击改性组合物的冷冻断裂表面的形态的扫描电子显微镜显微照片；图1(D)显示描述具有4wt％D4的聚酰胺6的抗冲击改性组合物的冷冻断裂表面的形态的扫描电子显微镜显微照片；图2(A)显示了具有D4样品的所述聚酰胺6的DSC第一加热和冷却；图2(B)显示具有D4样品的所述聚酰胺6的DSC第二加热和冷却；和图3是显示150℃下具有20wt％D4的聚酰胺6以及样品和试剂的红外数据的图。具体实施方式正如本文所定义的所述术语“低聚物”或“低聚物的”是具有至多20个重复单元的聚合物。通常而言，所述低聚物具有小于10,000克/摩尔的数均分子量。所述低聚物可以是线性聚合物，支化聚合物或交联聚合物。本文使用的所述术语“聚合物材料”是指经过离子聚合而形成所述聚合物的材料。本文中公开了通过将两种单体同时熔融聚合成两种聚合物而制备的抗冲击改性的聚合物组合物(下文称为聚合物组合物)，所述两种聚合物彼此发生相分离从而使所述相中之一分散于另一种中。所述方法包括使第一单体与第二单体共反应从而形成相分离的第一聚合物和第二聚合物。换句话说，所述方法包括使所述第一单体在所述第二单体存在下反应形成第一聚合物，所述第二单体也反应形成第二聚合物。所述第二单体可溶于所述第一单体中，优选在聚合之前当两者处于熔体状态时。一旦在所述熔体状态发生所述反应，则所述第二聚合物与所述第一聚合物就会发生相分离(即，所述第二聚合物不溶于所述第一聚合物中，反之亦然)，并起到对所述第一聚合物抗冲击改性的作用。这种方法的优点在于所述反应期间所述反应物并不沸腾或产生挥发性产物。所述第一单体和所述第一聚合物在聚合期间都不与所述第二单体或所述第二聚合物发生反应，而所述第一聚合物和所述第二聚合物不形成互穿网络。要注意的是，所述第一单体在化学上不同于所述第二单体，而所述第一聚合物在化学上也不同于所述第二聚合物。使两种单体在彼此存在下反应从而形成两相分离的聚合物的方法会产生这样的组合物，与所述两种各自聚合物中的任一种的所述冲击性能相比，其显示出优异的抗冲击性能。实验室实验表明，通过在所述第一聚合物中掺入少量所述第二聚合物，断裂韧度有3～10，优选4～7倍增加。所述熔融聚合的聚合物包括热塑性聚合物或交联聚合物(有时称为热固性聚合物)。包含所述熔融聚合的第一聚合物和第二聚合物的所得抗冲击改性组合物可以是热塑性组合物，热固性组合物，或热塑性组合物与热固性组合物的共混物。热塑性组合物和热固性组合物的共混物也可以用于所述冲击改性组合物中。由熔融聚合获得的所述第一聚合物包括低聚物，均聚物，共聚物，嵌段共聚物，交替嵌段共聚物，无规聚合物，无规共聚物，无规嵌段共聚物，接枝共聚物，星形嵌段共聚物，树枝状聚合物，聚电解质(具有包含电解质的一些重复基团的聚合物)，聚两性电解质(polyampholyte)(具有阳离子和阴离子重复基团两者的聚电解质)，离聚物等，或包含至少一种前述有机聚合物的组合。适用于所述聚合物组合物的所述热塑性熔融聚合的第一聚合物的实例有聚缩醛，聚烯烃，聚丙烯酸类，聚碳酸酯，聚苯乙烯，聚酯，聚酰胺，聚酰胺酰亚胺，聚芳酯，聚芳砜，聚醚砜，聚苯硫醚，聚氯乙烯，聚砜，聚酰亚胺，聚醚酰亚胺，聚氟乙烯，聚醚酮，聚醚醚酮，聚醚酮酮，聚苯并噁唑，聚苯酞，聚缩醛，聚酸酐，聚乙烯基醚，聚乙烯基硫醚，聚乙烯醇，聚乙烯酮，聚卤乙烯，聚乙烯腈，聚乙烯酯，聚磺酸酯，聚硫醚(polysulfide)，聚硫酯，聚砜，聚磺酰胺，聚脲，聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗冲击改性组合物，包含：第一聚合物；和分散于所述第一聚合物中的第二聚合物；其中所述第一聚合物和所述第二聚合物在彼此存在下进行熔融聚合，在聚合之后彼此发生相分离；不相互反应性结合；并且其中在聚合之前，所述第一聚合物的前体和所述第二聚合物的前体彼此可溶。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.30 US 62/198,6991.一种抗冲击改性组合物，包含：第一聚合物；和分散于所述第一聚合物中的第二聚合物；其中所述第一聚合物和所述第二聚合物在彼此存在下进行熔融聚合，在聚合之后彼此发生相分离；不相互反应性结合；并且其中在聚合之前，所述第一聚合物的前体和所述第二聚合物的前体彼此可溶。2.根据权利要求1所述的组合物，具有2500～3500MPa的压缩模量，85～100的屈服应力和10～100千焦/米的断裂韧性。3.根据权利要求1所述的组合物，具有35～60千焦/米的断裂韧性。4.根据权利要求1所述的组合物，具有0.01～10微米的空隙直径，并且其中在低于其玻璃化转变温度的温度下断裂时，基于所述组合物的断裂表面的总截面积，由扫描电子显微术测定的面积空隙分数为0.02～0.15。5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一聚合物是阴离子聚合的。6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一聚合物是热塑性聚合物或热固性聚合物。7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述热塑性聚合物是聚缩醛、聚烯烃、聚丙烯酸类、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯、聚芳砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚氟乙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚苯并噁唑、聚苯酞、聚缩醛、聚酐、聚乙烯基醚、聚乙烯基硫醚、聚乙烯醇、聚乙烯酮、聚卤乙烯、聚乙烯腈、聚乙烯酯、聚磺酸酯、聚硫醚、聚硫代酯、聚砜、聚磺酰胺、聚脲、聚磷腈、聚硅氮烷、或包含前述热塑性聚合物中至少一种的组合，并且其中所述热固性...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾伦·詹姆斯·莱塞，格雷戈里·康纳·埃文斯，菲利普·德斯波依斯，
申请(专利权)人：马萨诸塞大学，巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：美国,US