单份式聚合物改性剂制造技术

一种单份式聚合物改性剂，其含有：a)用反应性环氧基、羟基、β‑酮基酯、β‑酮基酰胺或羧酸官能团官能化的至少一种加工助剂；b)至少一种抗冲改性剂；c)任选的至少一种矿物填料；以及d)任选的至少一种其它添加剂，该单份式聚合物改性剂可用于对诸如PVC的热塑性聚合物的性质进行改性，包括降低由该热塑性聚合物制成的制品的表面光泽度并改进该制品的冲击强度。

Monomeric polymer modifier

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单份式聚合物改性剂相关申请的交叉引用本申请是2017年3月23日提交的国际申请PCT/US2017/023707的部分继续申请，该申请要求2016年3月25日提交的美国临时申请号62/313,187的优先权。本申请也是2018年5月3日提交的美国申请第15/969,885的号部分继续申请，美国申请第15/969,885号是2015年6月17日提交的美国申请号14/741,496的延续，美国申请第14/741,496号是2011年8月26日提交的美国申请号13/203,489(现为美国专利第9,085,679号)的延续，美国申请第13/203,489号是2010年2月24日提交的国际申请第PCT/US2010/025171号的国家阶段，国际申请第PCT/US2010/025171号要求了2009年2月26日提交的美国临时申请第61/155,573号的优先权。上述各申请的全部公开内容通过引用纳入本文用于所有目的。专利
本公开通常涉及可以在聚氯乙烯(PVC)制剂以及具有PVC的合金中使用的单份式(one-pack)聚合物改性剂。更具体地说，本公开涉及单份式聚合物改性剂，其能够降低PVC和PVC合金的镜面光泽并改进其冲击性能。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)树脂通常在化学上是惰性的，耐水和环境腐蚀，提供良好的电绝缘和热绝缘，并且可以在较大的温度范围内保持性能。与通常被称为聚氯乙烯(PVC)或“乙烯基”一起使用的商用聚合工艺和后聚合工艺技术(例如，挤出、注塑、吹塑等)在过去的一个世纪中已经成熟。这种生产基础以及PVC所呈现的基本性质已导致含PVC产品的激增。例如，在近十年中，乙烯基窗的销量已经超过了木质和铝质窗户的销量。乙烯基产品耐用、可回收、易于维护。其耐真菌和霉菌生长，并且不受腐烂、腐蚀、破裂、剥落或昆虫侵扰的影响。乙烯基产品具有出色的耐火性能，符合关于可燃性、易燃性、放热、燃烧速率、火焰蔓延和生烟的大多数建筑规范。由于乙烯基产品通常整个是相同的颜色，因此小划痕不需要上漆或修理，并且可以通过用肥皂和水清洗而轻松保持美观。如果正确安装和维护，乙烯基产品可以提供持久的美观、可靠的性能以及持续的节能效果。颜料分散在PVC制剂中可用于提供颜色，而将消光剂掺入配方中则可改变最终PVC产品表现出的表面光泽度。消光剂通常落入三个区域：i)具有聚丙烯酸丁酯的芯部和聚丙烯酸甲酯的壳的聚合物芯/壳抗冲改性剂，例如ParaloidTM(密歇根州米德兰的陶氏化学公司(DowChemicalCompany，Midland，MI))；ii)平均粒径为数微米的交联的聚甲基丙烯酸甲酯颗粒，例如MBXK-8(日本东京积水塑料有限公司(SekisuiPlasticsCo.Ltd.,Tokyo,Japan))或颗粒(宾夕法尼亚州普鲁士国王阿科玛公司(ArkemaInc.,KingofPrussia,PA)；iii)聚合物，例如甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物，例如OP278(德国埃森市赢创工业公司(EvonikIndustries)。但是，许多用于PVC和它他热塑性聚合物和树脂的消光剂技术可能不能显著降低表面光泽度，或者其可能会对所形成PVC部件有关的其它机械性能产生负面影响。PVC不仅需要单独用作制剂中的基础树脂，PVC还可以与其它热塑性树脂掺混，例如丙烯酸类，包括聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和聚偏二氟乙烯以形成合金。然后可以用各种添加剂(包括颜料和消光剂)来配制这些合金，从而以与PVC制剂相似的方式获得所需的外观。这些合金还可以以类似PVC树脂的容量，使用类似的后聚合工艺来生产最终制品。美国专利第7,557,158公号开了热塑性聚合物组合物，其可以加工成外观光泽度下降、冲击强度高且耐候性出色的树脂料(capstock)。美国专利第3,301,919号公开了用于聚氯乙烯的加工助剂，其包括基本线性的共聚物，该共聚物通过使20-98.5重量％的甲基丙烯酸甲酯、0.5-40重量％的丙烯酸乙酯和1-40重量％的甲基丙烯酸缩水甘油酯的混合物聚合而获得，由此在至少85％的甲基丙烯酸缩水甘油酯单元中环氧乙烷环是完整的。美国公开2017/33079公开了用于氯乙烯树脂改性的颗粒，各颗粒包含含缩水甘油基的聚合物和芯-壳共聚物。韩国专利第101030513号公开了一种制造甲基丙烯酸酯共聚物的方法，所述甲基丙烯酸酯共聚物用作氯乙烯树脂的加工助剂。所述方法包括以下步骤：在水溶性引发剂和乳化剂的存在下使单体混合物聚合以制备聚合物胶乳；以及使聚合物胶乳固化。单体混合物含有60-85重量％的甲基丙烯酸甲酯、15-30重量％的基于丙烯酸烷基酯的化合物和1-10重量％的环氧化物基化合物。专利技术概述本专利技术提供了一种用于改进聚氯乙烯(PVC)和PVC合金的某些性能的单份式聚合物改性剂，其中，所述单份式聚合物改性剂包含以下物质、基本由以下物质组成或由以下物质组成：a)至少一种官能化加工助剂，其用选自下组的至少一种反应性官能团官能化：环氧官能团、羟基官能团、β-酮基酯官能团、β-酮基酰胺官能团和羧酸官能团；b)至少一种抗冲改性剂；c)任选的至少一种矿物填料；和d)任选的至少一种其它添加剂，其中，单份式聚合物改性剂是多个单独颗粒的形式，并且至少一部分单独颗粒同时包含所述至少一种官能化加工助剂和所述至少一种抗冲改性剂。当存在矿物填料时，一种或多种抗冲改性剂、一种或多种官能化加工助剂和一种或多种矿物填料可以紧密接触。如本文所用，术语“紧密接触”是指矿物填料掺混至加工助剂和抗冲改性剂中(或与其掺混)，而不是涂覆加工助剂和抗冲改性剂的表面。单份式聚合物改性剂可以采用干粉末形式。例如，官能化的加工助剂颗粒和抗冲改性剂颗粒可以团聚或聚集成含有官能化加工助剂和抗冲改性剂的较大颗粒。如本文所用，术语“单份式”是指一个体系，其中多种添加剂(例如，一种或多种官能化加工助剂和一种或多种抗冲改性剂，或者一种或多种官能化加工助剂、一种或多种抗冲改性剂和一种或多种矿物填料)混合在单个包装或容器中，以使得添加剂能够方便地同时分散并与聚氯乙烯或PVC合金结合，以提供配制的PVC基配混物，由此消除对于分别添加这些添加剂的需求。本专利技术通常还提供表面光泽度降低且冲击性能提高的聚氯乙烯(PVC)及其合金。所配制的PVC或PVC基合金(有时在本文中也称为“PVC配混物”)包含如下物质、基本由如下物质组成或由如下物质组成：PVC或PVC合金以及单份式聚合物改性剂包含一种或多种官能化加工助剂和一种或多种抗冲改性剂、或基本由其组成、或由其组成，而且可能与一种或多种矿物填料和/或一种或多种其它添加剂组合使用。单份式聚合物改性剂是多个单独颗粒形式的，并且至少一部分单独颗粒同时包含至少一种官能化加工助剂和至少一种抗冲改性剂，而且还可能包含至少一种矿物填料和/或至少一种其它添加剂。与其中任何一种加工助剂均未官能化的类似部件相比，由PVC配混物制成的部件可能呈现出在85度或更小的角度下测得的光泽度下降至少5点。由PVC配混物(可能与一种或多种其它材料组合)制成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于聚氯乙烯和聚氯乙烯合金的单份式聚合物改性剂，其包含：/na)至少一种加工助剂，其包括用选自下组的至少一种反应性官能团官能化的至少一种官能化加工助剂：环氧官能团、羟基官能团、β-酮基酯官能团、β-酮基酰胺官能团和羧酸官能团；以及/nb)至少一种抗冲改性剂；/n其中，所述单份式聚合物改性剂是多个单独颗粒的形式，并且至少一部分所述单独颗粒同时包含所述至少一种加工助剂和至少一种抗冲改性剂。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170927 US 62/563,8411.用于聚氯乙烯和聚氯乙烯合金的单份式聚合物改性剂，其包含：
a)至少一种加工助剂，其包括用选自下组的至少一种反应性官能团官能化的至少一种官能化加工助剂：环氧官能团、羟基官能团、β-酮基酯官能团、β-酮基酰胺官能团和羧酸官能团；以及
b)至少一种抗冲改性剂；
其中，所述单份式聚合物改性剂是多个单独颗粒的形式，并且至少一部分所述单独颗粒同时包含所述至少一种加工助剂和至少一种抗冲改性剂。


2.如权利要求1所述的单份式聚合物改性剂，其中，基于加工助剂的总重量，至少一种官能化加工助剂用约0.5重量％至约35重量％的至少一种官能团官能化。


3.如权利要求1所述的单份式聚合物改性剂，其中，基于加工助剂的总重量，至少一种官能化加工助剂用至少1重量％的至少一种反应性官能团官能化。


4.如权利要求1所述的单份式聚合物改性剂，其中，至少一种反应性官能团源自选自下组的一种或多种单体：(甲基)丙烯酸的羟基取代的烷基酯；直链或支链羧酸的乙烯基酯；不饱和C3-C6一元羧酸；不饱和C4-C6二元羧酸；含有烷氧基的单体；(甲基)丙烯酸的β-酮基酯；(甲基)丙烯酸的β-酮基酰胺；以及它们的混合物。


5.如权利要求1所述的单份式聚合物改性剂，其中，至少一种官能化加工助剂包括至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯和选自(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和(甲基)丙烯酸的至少一种官能化单体的共聚物。


6.如权利要求1所述的单份式聚合物改性剂，其中，至少一种官能化加工助剂的重均分子量(Mw)为约50,000g/mol或更高。


7.如权利要求1所述的单份式聚合物改性剂，其中，至少一种官能化加工助剂源自一种或多种含有(甲基)丙烯酸/酯/根的单体以及任选的一种或多种共聚单体，所述共聚单体选自下组：含有乙烯基的单体、苯乙烯和苯乙烯衍生物、烯烃、二烯以及它们的混合物。


8.如权利要求1所述的单份式聚合物改性剂，其中，存在以下条件中的至少一个：a)一种或多种官能化加工助剂中的至少一个是交联的；b)至少一种官能化加工助剂能够与其自身交联或与热塑性聚合物交联。


9.如权利要求1所述的单份式聚合物改性剂，其中，至少一种抗冲改性剂选自：嵌段共聚物、芯-壳微粒聚合物或它们的混合物。


10.如权利要求1所述的单份式聚合物改性剂，其中，至少一种抗冲改性剂选自芯-壳微粒聚合物，所述芯-壳微粒聚合物具有玻璃化转变温度低于50℃的橡胶芯部以及相容的外部接枝聚合物壳。


11.如权利要求10所述的单份式聚合物改性剂，其中，外部聚合物壳包含聚甲基丙烯酸甲酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·R·尤卡，A·A·勒菲夫，J·M·莱昂斯，
申请(专利权)人：阿科玛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US