专利名称：高抗冲聚合物组合物及其制备和使用方法
技术领域：
本发明涉及具有改进的机械性质的聚合物组合物。更具体来说，本发明涉及高抗冲聚合物组合物及其制备和使用方法。
背景技术：
弹性体增强的单亚乙烯基芳族化合物如苯乙烯、α -甲基苯乙烯和环上取代的苯乙烯的聚合物具有广泛的商业用途。例如，弹性体增强的苯乙烯聚合物具有分散在整个苯乙烯聚合物基质中的交联弹性体的离散颗粒，这种弹性体增强的苯乙烯聚合物可以用于各种应用，包括食品包装、办公用品、购买点标志和指示牌、家用器皿和消费品、建筑物保温材料和化妆品包装。
具体聚合物组合物的效用取决于具有能提供材料适合于特定应用的机械性能、热性能和物理性质的一些组合的聚合物，例如具有高强度和高光泽度。高抗冲聚合物组合物可以包含具有粒度或形态分布的弹性材料，这些组合物通称为多峰聚合物组合物。制备多峰(例如双峰)聚合物组合物的方法包括例如使用包括多个反应器的聚合系统。例如，所述聚合系统可以包括三个聚合反应器；在第一反应器中，在存在小颗粒组分的情况下，单体部分聚合；在第二反应器中，在存在大颗粒组分的情况下，单体部分聚合；在第三反应器中， 将来自前两个反应器的流出物混合，进一步聚合。另一种制备双峰组合物的方法是使得两种部分聚合的材料的混合物聚合，其中一种材料包含大颗粒组分，第二种材料包含小颗粒组分，其中，在第一种聚合物材料中已经形成了小颗粒组分的包覆形貌。另一种制备双峰聚合物材料的方法是将聚合物材料机械混合，其中一种材料包含大的弹性组分，一种材料包含小颗粒弹性组分，制得具有双峰粒度分布的掺混物。另一种制备多峰聚合物组合物的方法包括在聚合进料中产生氧化剂，氧化剂将弹性材料氧化。这些方法存在各种缺陷，例如由于对聚合产物进行物理掺混带来的额外的成本，而且可能会由于产物中存在氧化剂而造成聚合物降解(例如变黄，变脆)。因此，人们需要一种改进的用来制备多峰聚合物组合物的方法。
发明内容
本发明揭示了一种方法，该方法包括在适合用来形成苯乙烯类聚合物组合物的条件下，在反应区内使得至少一种常规弹性体、至少一种单线态氧官能化的弹性体(SOFE)和苯乙烯单体相接触。
本发明还揭示了一种方法，所述方法包括在适合用来形成聚合物组合物的条件下，在反应区内使得包含苯乙烯、聚丁二烯和光过氧化的聚丁二烯的反应混合物接触，其中所述聚合物组合物中的弹性体粒度分布不与反应混合物中的弹性体粒度分布线性相关。
本发明还揭示了一种反应器掺混的聚合物，该聚合物包含苯乙烯、常规弹性体和单线态氧官能化的弹性体。
附图简要说明 为了更完整地理解本发明的内容及其优点，下面结合附图提供以下简要说明和详细说明。
图1是制备混合形态聚合物组合物的方法的流程图。
图2显示实施例1的样品4的透射电镜显微图。
图3显示实施例1的样品5的透射电镜显微图。
图4是实施例1的样品5的体积-弹性体粒度分布曲线图。
具体实施例方式在一开始，应该理解，虽然以下提供对一种或多种实施方式的说明，但是可使用任何数量的、目前已知或现有的技术实施所揭示的系统和/或方法。本发明不应以任何方式限于所述说明性实施方式、附图和以下所述的技术，包括本文说明和描述的示例性设计和实施方式，而是可以在所附权利要求的范围及其等同项的全部范围之内进行修改。
本发明揭示了用来制备聚合物组合物的方法，其中所述聚合物组合物包含苯乙烯类聚合物和至少两种弹性体，所述弹性体具有不同的平均粒度。在一个实施方式中，至少一种弹性体通过与单线态氧反应而官能化，在下文中记为单线态氧官能化的弹性体(SOFE)。 在一个实施方式中，至少一种弹性体在不存在单线态氧的情况下制备，下文中将该弹性体称作常规弹性体。在一些实施方式中，所述SOFE和常规弹性体具有不同的平均粒度。所述包含至少一种常规弹性体、至少一种SOFE和苯乙烯类聚合物的聚合物组合物可以表现出混合的形态，由此导致使用者所需的机械和/或物理性质。在下文中，将本发明所述种类的聚合物组合物称作混合形态聚合物组合物(MMPC)。
在一个实施方式中，所述MMPC包括苯乙烯类聚合物，其中所述苯乙烯类聚合物可以是苯乙烯类均聚物或苯乙烯类共聚物。苯乙烯也称作乙烯基苯和苯基乙烯，是由化学式 C8H8表示的有机化合物。苯乙烯可以广泛购得，并且本文使用的术语苯乙烯(以及由此形成的苯乙烯类聚合物)包括各种取代的苯乙烯(如，α -甲基苯乙烯)、环上取代的苯乙烯如对-甲基苯乙烯，二取代的苯乙烯如对-叔丁基苯乙烯以及未取代的苯乙烯。
在一个实施方式中，适合用于本发明的苯乙烯类聚合物根据ASTMD-1238测得的熔体流速可以为 1. 7-15g/10min.，或者为 2. 5-9. 2g/10min.，或者为 2. 6-3. 4g/10min.； 根据ASTM D-3029测得的落镖抗冲强度为75_160in-lb，或者为90-130in-lb，或者为100-125in-lb ；根据ASTM D-256测得的艾佐德冲击强度为0. 8-5. 5ft-lbs/in，或者为1. 8-2. lft-lbs/in,或者为2-2. 2ft-lbs/in ；根据ASTM D-638测得的拉伸模量为
1.92xl05psi 至 2. 68xl05psi,或者为 2. 22xl05psi 至 2. 32xl05psi,或者为 2. 15xl05psi 至
2.22xl05psi ；根据ASTM D-638测得的屈服拉伸强度为MOOpsi至5000psi，或者为MOOpsi 至4900psi，或者为2400psi至4100psi ；根据ASTM D-638测得的屈服伸长率为40-70%, 或者为40-60%，或者为45-50% ；根据ASTM D-638测得的致断拉伸强度为2800psi至 4800psi，或者为 3000psi 至 4500psi，或者为 3300psi 至 3600psi ；根据 ASTM D-790 测得的挠曲模量为2. 07xl05psi至3. 7xl05psi，或者为2. 4xl05psi至3. 7xl05psi，或者为 2. 5xl05psi至3. 5xl05psi ；根据ASTM D-648测得的热变形温度为190 °卩至206 °F，或者为 195 206 °F，或者为201 206 0F ；根据ASTM D-1525测得的维卡软化点为200 °卩至 220 0F，或者为200 °卩至210 °F，或者为202 °F至210 °F。
在一个实施方式中，以MMPC的总重量(重量％ )为基准计，苯乙烯类聚合物的含量为1.0-99. 9重量％，或者为5-99重量％，或者为10-95重量％。在一个实施方式中，当说明有其他组分时苯乙烯类聚合物构成MMPC的其余部分。
在一些实施方式中，所述苯乙烯类聚合物是包含苯乙烯以及一种或多种共聚单体的苯乙烯类共聚物。这类共聚单体的例子包括但不限于α -甲基苯乙烯；卤代苯乙烯；烷基化苯乙烯；丙烯腈；(甲基)丙烯酸与有1-8个碳原子的醇的酯；N-乙烯基化合物如乙烯基咔唑、马来酸酐；含两个可聚合双键的化合物，例如二乙烯基苯或二丙烯酸丁二醇酯；或者它们的组合。共聚单体的含量应能向组合物有效提供一种或多种用户所需的性质。所述有效量可由本领域的普通技术人员在参阅本发明内容的情况下确定。例如，以MMPC的总重量为基准计，苯乙烯类聚合物中共聚单体的含量为1-99. 9重量％，或者1-90重量％，或者 1-50重量％。
在一个实施方式中，MMPC包含常规弹性体。所述常规弹性体可以是共轭二烯单体。 合适的共轭二烯单体的例子包括但不限于1，3- 丁二烯、2-甲基-1，3- 丁二烯、2-氯-1， 3- 丁二烯、2-甲基-1，3- 丁二烯、2-氯-1，3- 丁二烯，以及它们的组合。或者，所述常规弹性体可以是脂族共轭二烯单体。合适的脂族共轭二烯单体的例子包括但不限于C4-C9 二烯， 例如丁二烯单体，或者它们的组合。还可以使用二烯单体的掺混物或共聚物。在一个实施方式中，所述常规弹性体包括二烯单体的均聚物，或者，所述常规弹性体包括聚丁二烯。
在一个实施方式中，所述常规弹性体包含聚丁二烯，或者高和/或中和/或低顺式聚丁二烯的组合。在此，顺式-指各丁二烯单体的立体构型如结构式I所示，其中聚合物主链是在聚丁二烯骨架中包含的碳-碳双键同一侧。
权利要求
1.一种方法，其包括在适合用来形成苯乙烯类聚合物组合物的条件下，在反应区内使得至少一种常规弹性体、至少一种单线态氧官能化的弹性体(SOFE)和苯乙烯单体相接触。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述常规弹性体包含共轭二烯单体；脂族共轭二烯单体；C4_C9 二烯；丁二烯单体，二烯单体的均聚物；聚丁二烯；或其组合。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述常规弹性体包括高-顺式聚丁二烯、 中-顺式聚丁二烯，低-顺式聚丁二烯，或者它们的组合。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述常规弹性体包含聚丁二烯，所述聚丁二烯的乙烯基含量小于5%。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单线态氧官能化弹性体是通过使得常规弹性体与单线态氧接触而制备的。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述常规弹性体包含共轭二烯单体；脂族共轭二烯单体；C4_C9 二烯；丁二烯单体，二烯单体的均聚物；聚丁二烯；或其组合。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单线态氧官能化的弹性体包括过氧化的聚丁二烯，氢过氧化的聚丁二烯，或者它们的组合。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述苯乙烯类聚合物组合物包括均聚物或共聚物。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述苯乙烯单体包括苯乙烯、取代的苯乙烯、环取代的苯乙烯、卤代苯乙烯、烷基化苯乙烯，或者它们的组合。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括一种共聚单体，其中，所述共聚单体包括丙烯腈，(甲基)丙烯酸与C1-C8醇的酯，N-乙烯基化合物，乙烯基咔唑，马来酸酐；二乙烯基苯，二丙烯酸丁二醇酯，或者它们的组合。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以苯乙烯类组合物的总重量为基准，所述单线态氧官能化的弹性体的含量为2. 5-11. 5重量％。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述常规弹性体与单线态氧官能化的弹性体的比例为1 10至10 1。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以苯乙烯类聚合物组合物的总重量为基准，所述苯乙烯类聚合物的含量为1.0-99. 9重量％。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述苯乙烯类聚合物组合物具有混合的形态。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述苯乙烯类聚合物组合物的溶胀指数为 10-17%。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括将所述苯乙烯类聚合物组合物成形为制品。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述制品的艾佐德冲击强度等于或大于 2ft-lb/in。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述制品的艾佐德/橡胶比等于或大于3。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述制品的拉伸模量为3xl05psi至·3. 5xl05psi ο
20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述制品的屈服拉伸强度为 4，000-5500psi。
21.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述制品的断裂拉伸强度为 4，000-4500psi。
22.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述制品的断裂拉伸伸长率为5-40%。
23.一种方法，所述方法包括在适合用来形成聚合物组合物的条件下，在反应区内使得包含苯乙烯、聚丁二烯和光过氧化的聚丁二烯的反应混合物接触，其中所述聚合物组合物中的弹性体粒度分布不与反应混合物中的弹性体粒度分布线性相关。
24.一种反应器掺混的聚合物，该聚合物包含苯乙烯、常规弹性体和单线态氧官能化的弹性体。
25.如权利要求M所述的聚合物，其特征在于，其艾佐德冲击强度等于或大于2ft-lb/in。
26.如权利要求M所述的聚合物，其特征在于，其艾佐德/橡胶比等于或大于3。
全文摘要
一种方法，该方法包括在适合用来形成苯乙烯类聚合物组合物的条件下，在反应区内使得至少一种常规弹性体、至少一种单线态氧官能化的弹性体(SOFE)和苯乙烯单体相接触。一种方法，所述方法包括在适合用来形成聚合物组合物的条件下，在反应区内使得包含苯乙烯、聚丁二烯和光过氧化的聚丁二烯的反应混合物接触，其中所述聚合物组合物中的弹性体粒度分布不与反应混合物中的弹性体粒度分布线性相关。一种反应器掺混的聚合物，该聚合物包含苯乙烯、常规弹性体和单线态氧官能化的弹性体。
文档编号C08L29/00GK102186922SQ200980142401
公开日2011年9月14日 申请日期2009年10月19日 优先权日2008年10月22日
发明者O·卡巴舍斯库 申请人:弗纳技术股份有限公司