生产弹性体附聚组合物的方法、弹性体附聚组合物及其用途与流程

文档序号:20705861发布日期:2020-05-12 16:25阅读:204来源:国知局
生产弹性体附聚组合物的方法、弹性体附聚组合物及其用途与流程

本发明涉及用于生产弹性体附聚组合物的方法的阀组件和使用这种阀的方法。本发明还涉及由其获得的这种弹性体附聚组合物。本发明进一步涉及使用这种弹性体附聚组合物生产的热塑性共聚物。

在热塑性共聚物领域中,包含一个或多个弹性相和一个或多个热塑相的某些共聚物已知具有重要的商业和技术价值。这类多相的存在提供了将每个相中存在的材料的期望性质引入单一聚合物体系中的方式。这类共聚物可具有非常期望的性质平衡,使它们可用于转化成各种各样的应用。例如,这类共聚物可展现诸如以下的材料性质的期望平衡:力学性质,包括期望的冲击强度、拉伸强度和挠曲模量;热性质,诸如热变形温度;加工性质,诸如经由注射模塑的可模塑性;以及光学性质,诸如表面光泽和抗刮擦性。

包含一个或多个弹性相和一个或多个热塑相的这类共聚物可为例如核-壳共聚物。在本发明的情形下,核-壳共聚物可被理解为包含分散于热塑性材料的基质中的弹性颗粒的共聚物,特别是包含分散于热塑性材料的基质中的弹性颗粒、其中热塑性材料的某部分化学结合至弹性颗粒的表面的共聚物。

这类核-壳共聚物可例如通过使某些弹性颗粒与某些单体反应来产生,其中单体反应形成热塑性材料以及与弹性颗粒反应形成化学结合至弹性颗粒的热塑性材料的聚合结构。这确保了形成热塑相的热塑性材料与弹性相相容。这种相容性可被理解为在没有发生一个或多个弹性相和一个或多个热塑相的相分离的情况下允许进行熔融加工。

可使用根据本发明的弹性颗粒生产的核-壳共聚物一种众所周知的类型是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,另外也被称为abs共聚物。这类abs共聚物可通过例如乳液聚合法来产生,其中聚丁二烯颗粒充当弹性颗粒,其可与含有包括苯乙烯和丙烯腈的单体的混合物反应形成abs共聚物。

这类核-壳共聚物的其他实例包括甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯共聚物、丙烯腈苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物、和苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物。

为了实现这类核-壳共聚物的材料性质的所需平衡,期望的是在核-壳共聚物的生产过程中使用的弹性颗粒具有一定的平均粒度。然而,生产诸如像聚丁二烯、聚(苯乙烯-丁二烯)、聚(丙烯腈丁二烯)和聚丙烯酸丁酯的弹性体的方法通常产生具有低于这种所需平均粒度的平均粒度的弹性颗粒。

因此,为了获得用于生产诸如abs共聚物的核-壳共聚物的具有期望平均粒度的弹性颗粒,需要以提高平均粒度的方式对由生产这类弹性颗粒的方法获得的弹性颗粒进行修改。

对于提高这类弹性颗粒的平均粒度存在几种已知方法。例如,可使用用来形成初始弹性颗粒的一种或多种单体,使弹性颗粒经受另外的聚合步骤。这被称为直接生长方式。这种方法的缺点是产生用于生产根据本发明的核-壳共聚物的具有所需平均粒度的弹性颗粒所需要的聚合时间明显更长。

另一种方法是通过化学附聚,诸如通过使初始弹性颗粒与例如丙烯酸的化学品反应,以产生化学附聚的弹性颗粒。然而,这种方法的缺点是可能引入可影响核-壳共聚物的最终性质的杂质。

实现具有所需平均粒度的弹性颗粒的第三种方法是借助压力附聚,其中初始弹性颗粒经受使颗粒融合形成弹性附聚组合物的这种性质的压力。这样的方法可相对快速,并且未向弹性颗粒引入任何另外的杂质。因此它是提高弹性颗粒平均粒度的一种期望方法,特别是为了提供适合用于生产根据本发明的核-壳共聚物、诸如abs共聚物的弹性颗粒。

然而,压力附聚法的缺点是难以控制使用这种压力附聚法获得的弹性体附聚物的平均粒度。

us3573246描述了一种随着合成橡胶胶乳流经限制区,通过压力附聚来提高合成橡胶胶乳的平均粒度的方法。在这种情况下,在添加增强剂之后附聚。用作增强剂的树脂分散体与待附聚的胶乳分散体相容,并且类似于二氧化硅,不作为化学附聚剂起作用,而是仅在由最终胶乳泡沫产生的模制品中实现更高的硬度和压缩强度。增强剂是苯乙烯的均聚物或小部分丁二烯和大部分苯乙烯的共聚物。

gb755130描述了用于使乳膏均化和乳化的阀。借助于泵在高压下迫使流体通过喷嘴中的孔,该喷嘴在其外部具有形成有一系列同心或偏心肋的表面,与其相连的可移动构件具有互补肋的表面,该互补肋相互配合且有弹性地压制在第一系列中,和在其间迫使从孔排出的流体。

wo02/081068涉及一种混合器(1),该混合器(1)通过混合水和油来产生例如注入到热轧机的辊(r)上的水和油的混合液,该混合液包括限制部件,其形成在允许水从其流过的流动通道中;阀元件,其能够在其与限制部件的间隙中形成环形间隙;用于调节间隙的尺寸的调节装置;以及油进料通道,其用于将油进料至流过流动通道的水,由此,通过调节间隙的大小,可以提供具有不同粘度的不同类型的润滑油的适当的混合水平。

us4135829(a)涉及串联连接的多个相同的细胞破裂阀组件,以产生提高的均化效果。另外,产生提高的均化效果的方法包括以下步骤:将待均化的产品引入第一细胞破裂阀组件的阀座;从第一阀组件的阀座的输出中去除均化产物;将均化产物引入第二细胞破裂阀组件的阀座;和从第二阀组件的阀座的输出中除去均化产物。

us2817500涉及一种可调节孔口均化器。其中公开的是,阀塞的位置可以进行各种调节,以保持装置上预定的压降。

us5395569公开了一种用于通过注入蒸汽来处理流体食品的布置,该布置将使得能够改变引入该布置的蒸汽的通过量,而不必通过改变喷嘴来改变装置,因此不必打断该过程。

us6080803公开了一种采用化学附聚和压力附聚的组合来制备粗聚合物分散体的方法。使用诸如聚乙二醇的附聚剂来进行化学附聚。化学附聚剂的量为约0.01至5重量%。附聚过程中的温度一般在约10至70℃、优选20至50℃的范围内。

本发明的目的在于提供生产弹性体附聚组合物的方法和用于这样的方法的阀,其中解决了上述和/或其它问题。

图1a是具有平阀的阀组件的截面图。

图1b是图1a的阀组件的分解图。

图2a是具有锥形阀的阀组件的示例性而非限制性实施方案的截面图。

图2b是图2a的阀组件的分解图。

图3是粒径对体积百分比的图示。

图4是当使用图1的阀组件时均化压力对颗粒百分比的图示。

图5为当使用图2的阀组件时均化压力对颗粒百分比的图示。

因此,本发明提供了阀组件,其包括彼此相对布置的阀和座以提供具有乳化流动通道段的用于待均化的流体的流动通道,其中在阀组件的截面图中,将乳化流动通道段布置为相对于阀的轴向中心线呈锐角。本发明进一步提供了包括这样的阀组件的高压均化器。

本发明进一步提供了生产弹性体附聚组合物的方法,所述方法包括以下步骤:

a)提供包含于水中的弹性颗粒的浆料;和

b)迫使浆料经过孔以获得弹性体附聚组合物,

其中步骤b)使用根据本发明的阀组件进行,

其中浆料是待均化的流体和乳化流动通道段被提供有孔。

本发明基于以下发现:浆料通过的孔的形状对所获得的附聚组合物的粒度分布的可控制性具有显著影响。

根据本发明的方法通常在包括阀组件的高压均化器中进行。高压均化器的阀组件的常见设计是一组平行堆叠在一起的平面盘。通过施加至浆料的高压在剪切下浆料流过这些盘之间的间隙。

在浆料的固定进料速率下,减小阀中的盘之间的间隙导致压力增加。预期这导致施加到通过间隙的浆料上的剪切应力增加,并且预期更大比例的大颗粒。然而,发明人观察到具有平行平盘的阀组件没有显示出这种性能。压力的增加并不总是导致较大的颗粒,而是有时导致较小的粒度。这使得很难以可预测的方式控制粒度分布。

本发明人发现,具有特定形状的阀组件导致压力和粒度分布之间的可预测的关系,这允许更容易地控制粒度分布。当使用根据本发明的阀时,压力的增加导致较大的平均粒度。

优选地,流动通道具有y形截面。

优选地,阀具有指向座的锥形表面。

优选地,乳化通道段具有在垂直于待均化的流体流的方向上所见的第一宽度,其可通过阀和座相对彼此移动来调节。

优选地,流动通道具有入口流动通道段,所述入口流动通道段具有在垂直于待均化的流体流的方向上所见的第二宽度,所述第二宽度大于第一宽度。

乳化流动通道段相对于阀的轴向中心线的角度小于90°,例如小于85°,10°至80°,20°至70°,30°至60°,40°至50°。

图1示意性示出不是根据本发明的阀组件的实例。

图2示出可在本发明的某些实施方案中使用的阀组件1的示例性而非限制性实施方案的截面图。阀组件1包括彼此相对布置的阀2和座3以提供用于浆料的流动通道4,所述流动通道4具有被提供有孔6的乳化流动通道段5。乳化流动通道段5被布置为相对于阀2的轴向中心线呈锐角α。图2示出阀组件1的示例性实施方案的流动通道4具有y形截面。阀组件1的阀2具有指向座3的锥形表面,以提供具有乳化流动通道段5的流动通道4。在阀组件1的使用中,浆料经由孔6进入乳化流动通道段5。乳化流动通道段5具有如在垂直于浆料流的方向上所见的第一宽度。第一宽度可通过阀2和座3相对彼此移动来调节。流动通道4具有入口流动通道段7,入口流动通道段7具有如在垂直于浆料流的方向上所见的第二宽度。当阀组件1在使用中时,第二宽度大于第一宽度。

在图2的该实施方案中,阀直径a1为6.84mm,座的内孔直径b1为1.8mm,和乳化流动通道段的长度l为2mm。

图1类似于图2,但是将被提供有孔的乳化流动通道段布置为相对于阀的轴向中心线呈90°。

在图1的该实施方案中,阀直径a1为6.84mm,座的内孔直径b1为1.8mm,和乳化流动通道段的长度为0.465mm。阀锥形端直径a为4.97mm,和内孔锥形端直径为4.04mm。

可测定浆料中弹性颗粒或弹性体附聚组合物中弹性体附聚物的平均粒度和粒度分布。在本发明的情形下,平均粒度被理解为如根据iso9276-2:2014测定的d50粒度。根据iso13320,通过ls13320型beckmancoulter多波长激光衍射粒度分析器来测定粒度分布。

步骤(a)

浆料

用于本发明方法中的弹性颗粒可例如选自由聚丁二烯颗粒、聚(苯乙烯丁二烯)颗粒、聚(丙烯腈丁二烯)颗粒和聚丙烯酸丁酯颗粒以及它们的组合组成的组。优选地,聚(苯乙烯丁二烯)颗粒包含至少50重量%、至少60重量%、至少70重量%、至少80重量%或至少90重量%的衍生自丁二烯的单元。

优选地,用于本发明的方法的弹性颗粒选自由以下组成的组:聚丁二烯颗粒,包含至少50重量%的衍生自丁二烯的单元的聚(苯乙烯丁二烯)颗粒,聚(丙烯腈丁二烯)颗粒和聚丙烯酸丁酯颗粒,以及它们的组合。当弹性颗粒包含聚(苯乙烯丁二烯)颗粒时,聚(苯乙烯丁二烯)颗粒优选包含至少60重量%、至少70重量%、至少80重量%或至少90重量%的衍生自丁二烯的单元。

优选地,弹性颗粒是聚丁二烯颗粒。

浆料中的弹性颗粒(即,未均化的颗粒)在均化前具有平均粒度d50,例如原始d50。弹性颗粒优选具有至多150nm、更优选至多130nm或甚至更优选至多120nm,例如80至120nm的平均粒度。使用这类弹性颗粒具有的优点是避免了为获得弹性颗粒而对单体冗长聚合的需要。

弹性颗粒的粒度分布并不关键,但通常浆料中具有小于214nm粒度的颗粒的体积分数为至少90%。

在根据本发明的方法中使用的浆料可包含相对于浆料的总重量计至少20重量%、优选至少20重量%且至多70重量%、更优选至少30重量%且至多60重量%、甚至更优选至少30重量%且至多50重量%的弹性颗粒。

优选地,在根据本发明的方法中使用的浆料包含相对于浆料的总重量计至少20重量%、优选至少20重量%且至多70重量%、更优选至少30重量%且至多60重量%、甚至更优选至少30重量%且至多50重量%的弹性颗粒,其中弹性颗粒由聚丁二烯颗粒组成。

浆料优选为水性乳液。浆料还可包含乳化剂以确保浆料呈水性乳液的形式。这样的水性乳液也可被称为胶乳。为了避免怀疑,本文中乳化剂不被认为是化学附聚剂。

乳化剂的量可为例如相对于弹性颗粒计0.05至15重量%,优选0.1至10重量%,0.2至5重量%或0.5至3重量%。

合适的乳化剂是技术工人已知并且在水性乳液聚合的情形下通常被用作分散剂的那些乳化剂;这类乳化剂例如被描述于houben-weyl,methodenderorganischenchemie,第xiv/1卷,makromolekularestoffe[macromolecularsubstances],georg-thieme-verlag,stuttgart,1961,第411-420页中。阴离子、阳离子和非离子乳化剂是合适的。优选使用阴离子乳化剂,且尤其是皂类。

合适的阴离子乳化剂e是c8-c18脂肪酸与例如以下者的盐:碱金属,诸如na和k;铵;挥发性胺,诸如三乙胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和吗啉等;以及二价和三价阳离子,诸如钙、镁、铝等。其他合适的阴离子乳化剂的实例是:烷基硫酸酯(烷基:c8-c22)的碱金属盐和铵盐,硫酸单酯与乙氧基化烷醇(eo单元:2至50,烷基:c12-c18)和乙氧基化烷基酚(eo单元:3至50,烷基:c4-c9)的碱金属盐和铵盐,烷基磺酸(烷基:c12-c18)的碱金属盐和铵盐,和烷芳基磺酸(烷基:c9-c18)的碱金属盐和铵盐。其他合适的乳化剂在上述引文中的houben-weyl第192-208页中给出。

优选的乳化剂是棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、棕榈油酸和油酸的钠或钾皂;以及树脂皂(树脂酸盐),诸如蓖麻油酸、松香酸和海松酸等的钠或钾盐。牛脂酸的钾盐或油酸钾是优选采用的乳化剂。

在一些实施方案中,浆料包含化学附聚剂。浆料中化学附聚剂的存在促进更大的附聚物。

在一些实施方案中,浆料基本上不含化学附聚剂。这避免了可影响由弹性体附聚组合物制得的核-壳共聚物的最后性质的杂质。在这些情况下,优选化学附聚剂的量相对于浆料中的固体含量和任何化学附聚剂的总数计小于0.01重量%。

本文中术语“化学附聚剂(agglomerant)”一般意指基于亲水单体的可溶于水或可分散于水的聚合物,诸如聚丙烯酰胺,聚甲基丙烯酰胺;c1-c18羧酸的聚乙烯基酯,实例是聚甲酸乙烯酯、聚乙酸乙烯酯、聚丙酸乙烯酯、聚正丁酸乙烯酯、聚月桂酸乙烯酯和聚硬脂酸乙烯酯;聚醚,诸如聚亚烷基二醇;以及它们的组合。

浆料温度

待在步骤(b)中被迫使经过孔的步骤(a)中提供的浆料可具有大于0℃且小于100℃、通常地10至90℃的温度。

优选地,待在步骤(b)中被迫使经过孔的步骤(a)中提供的浆料具有40至80℃、优选45至80℃、更优选50至70℃的温度。

具有这样的相对高温的浆料的使用提供了一种具有期望粒度分布的压力附聚方法,该方法避免了使用可影响由弹性体附聚组合物制得的核-壳共聚物的最终性质的杂质和化学附聚剂。意外地发现使用具有40至80℃温度的浆料允许获得具有期望粒度分布的弹性体附聚组合物的方法的宽操作窗口。

步骤b)

在步骤(b)中,迫使包含弹性体颗粒的浆料经过孔。通过经过孔,弹性体颗粒附聚以提供包含弹性体附聚物的弹性体附聚组合物。

在通过阀组件的彼此相对布置的阀和座提供的用于浆料的流动通道中包含孔。在阀组件的截面图中,将孔布置为相对于阀的轴向中心线呈锐角。

在一定压力下迫使浆料经过孔。例如,可在至少400巴、例如至少500巴、至少600巴、至少700巴或至少800巴的压力迫使浆料经过孔。特别优选地,在至少850巴、例如850至1000巴的压力迫使浆料经过孔。

可以至少3m/s、例如5至15m/s的流速迫使浆料经过孔。

优选地,以至少500m/s、更优选至少600m/s、更优选至少700m/s、诸如至少700m/s且至多1000m/s的流速迫使浆料经过孔。

弹性体附聚组合物

为了实现最终核-壳共聚物的平衡的流动/冲击和其他性质,期望的是弹性体附聚组合物具有相对小部分的非常小的颗粒(例如,均化不足的部分)和相对小部分的非常大的颗粒(例如,均化过度的部分)。均化不足的部分指的是未附聚的原始颗粒的部分。例如,参考图3,线1示出未均化的弹性颗粒(例如,浆料中的原始颗粒)。所有未均化弹性颗粒具有小于200nm的尺寸。因此,均化不足的颗粒被认为是具有小于200nm的尺寸的那些。均化过度的部分指的是具有大于或等于未均化颗粒的平均粒度的十倍(优选九倍、更优选八倍)的尺寸的已均化颗粒的部分:

均化过度的部分=10(未均化颗粒的d50)

在图3中的实例中,线1(未均化颗粒)的d50为100nm,具有40nm至200nm的颗粒分布。均化不足的颗粒具有至多200nm的粒度,和均化过度的颗粒具有大于或等于1000nm、优选900nm的粒度。

弹性体附聚组合物可具有基于弹性体附聚组合物的总体积计至多40体积%、优选至多30体积%的均化不足的颗粒。

弹性体附聚组合物可具有基于弹性体附聚组合物的总体积计至多10体积%、优选至多8体积%的均化过度的颗粒。

例如,弹性体附聚组合物中具有小于214nm的粒度的颗粒的体积分数优选为相对小的。例如,弹性体附聚组合物中具有小于214nm的粒度的颗粒的体积分数为至多50%,更优选至多40%,甚至更优选至多30%,例如10至30%或20至30%。这导致使用弹性体附聚组合物制得的接枝共聚物具有更好的冲击强度。这进一步改进了接枝共聚物的加工稳定性。

例如,弹性体附聚组合物中具有大于868nm的粒度的颗粒的体积分数优选为相对小的。例如,弹性体附聚组合物中具有大于868nm的粒度的颗粒的体积分数为至多15%,更优选至多10%。这导致使用弹性体附聚物生产的接枝共聚物具有期望的熔体流动。这也避免了对接枝共聚物的不透明性的有害影响。

在优选实施方案中,弹性体附聚组合物中具有小于214nm的粒度的颗粒的体积分数为10至30%或20至30%,并且弹性体附聚组合物中具有大于868nm的粒度的颗粒的体积分数为至多10%。这种组成展现了期望的窄粒度分布,其对于提供给使用弹性体附聚物生产的接枝共聚物所需材料性质以及提供所需可加工性质是有益的。

优选地,弹性体附聚组合物中弹性体附聚物具有至少150nm、或至少250nm、诸如至少150且至多1000nm或至少250且至多1000nm的平均粒度。更优选地,弹性颗粒具有至少200nm且至多500nm、或至少250nm且至多400nm的平均粒度。这种组成对于提供给使用弹性体附聚物生产的接枝共聚物所需材料性质以及提供所需可加工性质是有益的。

另外的方面

根据本发明的方法获得的弹性体附聚组合物可例如用于另外的聚合方法中,诸如经由乳液聚合生产弹性体增强的热塑性共聚物、诸如接枝共聚物中。

本发明还涉及通过根据本发明的方法获得或能够获得的弹性体附聚组合物。

本发明还涉及根据本发明的弹性体附聚组合物在生产丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯共聚物、丙烯腈苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物或苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物中的用途。

本发明还涉及使用根据本发明的弹性体附聚组合物生产的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯共聚物、丙烯腈苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物或苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物。

本发明还涉及一种生产选自由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯共聚物、丙烯腈苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物或苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物组成的组的共聚物的方法,所述方法包括生产根据本发明的弹性体附聚组合物的方法以及优选经由乳液聚合由该弹性体附聚组合物生产共聚物。

虽然下方的实施例涉及聚丁二烯颗粒,但本发明也适用于其他类型的弹性体,即腈橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶(sbr)、聚丙烯酸丁酯橡胶等。不局限于理论,即使这些橡胶具有不同的化学性质,颗粒间的相互作用仍受静电排斥和范德华(vanderwaals)引力支配。在静止状态下,实施例中的胶乳颗粒由于对其带电表面的静电排斥而稳定化或防止附聚。这种静电表面电荷是在生产胶乳中使用的吸附的表面活性剂的结果。均化器赋予胶乳分散体能量,因此使颗粒克服排斥的能量,导致吸引并最终附聚。具有不同阀配置或几何结构的方法条件的操纵允许了控制能量耗散分布并最终控制粒度分布。

本发明还涉及通过根据本发明的生产共聚物的方法获得或能够通过的共聚物。

例如,可将弹性体附聚组合物加入反应容器并加热。可将苯乙烯加入容器,允许在添加引发剂(例如,异丙基苯过氧化氢引发剂)之前任选地在一定时间段内任选的预浸。还可例如在已开始添加引发剂之后将丙烯腈和苯乙烯进料加入反应容器。任选地,还可在一定时间段内加入丙烯腈和苯乙烯。聚合方法的一个实例公开于美国专利号6,784,253中。

在一个具体实例中,可将聚丁二烯乳液的初始装料加入三升反应容器并加热至57.2℃。接下来可将12.06重量份的苯乙烯加入反应容器作为“预浸”。在预浸约20分钟后,可开始添加0.375份的异丙基苯过氧化氢引发剂。可在70分钟内将引发剂加入反应容器。在开始添加引发剂之后五分钟时,可开始12.05份的丙烯腈的进料。可在65分钟的时间内将丙烯腈加入反应容器。在开始添加引发剂之后十分钟时,可开始24.09份苯乙烯的进料。可在60分钟的时间内将苯乙烯加入反应容器。

要注意的是本发明涉及本文所述特征的所有可能组合,优选特别是权利要求中呈现的特征的那些组合。因此,将理解的是,在本文描述了涉及根据本发明的组合物的特征的所有组合、涉及根据本发明的方法的特征的所有组合、以及涉及根据本发明的组合物的特征和涉及根据本发明的方法的特征的所有组合。

要进一步注意术语‘包括’、‘包含’不排除其他要素的存在。然而,还要理解关于包含某些组分的产物/组合物的描述还公开了由这些组分组成的产物/组合物。由这些组分组成的产物/组合物可能是有利的,因为它提供了用于制备产物/组合物的更简单、更经济的方法。类似地,还要理解关于包括某些步骤的方法的描述还公开了由这些步骤组成的方法。由这些步骤组成的方法可能是有利的,因为它提供了更简单、更经济的方法。

除非在本文中相反地规定,否则所有试验标准(包括iso、astm等)是截至2017年10月12日生效的最新标准。

当针对参数的下限和上限提及值时,还理解为公开了通过下限的值和上限的值的组合产生的范围。

现借助于以下实施例来阐明本发明,但本发明不局限于此。

实施例

向13800g具有38.52重量%总固体的聚丁二烯胶乳加入292g具有10%总固体的牛脂酸钾盐皂并充分搅拌。另外加入154g去离子水以获得具有37.5重量%总固体、0.9重量%总皂的最终胶乳。

根据iso13320,通过ls13320型beckmancoulter多波长激光衍射粒度分析器来测定这种浆料的粒度分布。

在室温(23.9℃)将浆料进料至均化器。均化器具有图1或图2中示出的阀,使胶乳经过阀以获得弹性体附聚组合物。

根据iso13320,通过ls1332013320型beckmancoulter多波长激光衍射粒度分析器来测定这些弹性体附聚组合物的粒度分布。

相对于均化过程的压力变化,监测了具有小于214nm的粒度的颗粒(本文中也被称为<214nm部分)的体积分数和具有大于868nm的粒度的颗粒(本文中也被称为>868nm部分)的体积分数。使用图1和图2的阀的结果分别示于图4和图5中。

当使用图1的阀时(图4),相对于压力,粒度分布未显示出期望的一致结果。当均化压力小于4000psi时,<214nm部分随压力而减少,且>868nm部分随压力而增加。当压力为4000至8000psi时,<214nm和>868nm部分的比例通常是恒定的。当压力大于8000psi时,<214nm部分随压力而增加,且>868部分随压力而减小。这是出乎意料的和不期望的,使得难以控制粒度分布。

相比之下,当使用图2的阀时(图5),相对于压力,粒度分布显示出期望的一致结果。直到均化压力达到4000psi,观察到对<214nm部分和>868nm部分的比例影响很小。从4000psi起,<214nm部分随压力而减小,且>868nm部分随压力而增加。压力的增加导致更大的平均粒度的这种关系允许更容易地控制粒度分布。

下文阐述了本文中公开的阀和方法的一些方面。

方面1:阀组件,其包括彼此相对布置的阀和座以提供具有乳化通道段的用于待均化的流体的流动通道,其中在阀组件的截面图中,将乳化流动通道段布置为相对于阀的轴向中心线呈锐角。

方面2:根据方面1所述的阀组件,其中流动通道具有y形截面。

方面3:根据前述方面中任一项所述的阀组件,其中阀具有指向座的锥形表面。

方面4:根据前述方面中任一项所述的阀组件,其中乳化通道段具有在垂直于待均化的流体流的方向上所见的第一宽度,其可通过阀和座相对彼此移动来调节。

方面5:根据方面4所述的阀组件,其中流动通道具有入口流动通道段,所述入口流动通道段具有在垂直于待均化的流体流的方向上所见的第二宽度,所述第二宽度大于第一宽度。

方面6:高压均化器,其包括至少一个根据方面1-5中任一项所述的阀组件。

方面7:生产弹性体附聚组合物的方法,所述方法包括:(a)提供包含于水中的弹性颗粒的浆料;和

(b)迫使浆料经过孔以获得弹性体附聚组合物;其中步骤b)使用根据方面1-5中任一项所述的阀组件进行;和其中浆料是待均化的流体和乳化流动通道段被提供有孔。

方面8:生产弹性体附聚组合物的方法,所述方法包括:迫使浆料经过阀组件中的孔以获得弹性体附聚组合物;其中阀组件包括彼此相对布置的阀和座以提供用于待均化的浆料的流动通道,所述流动通道具有被提供有孔的乳化通道段;其中在阀组件的截面图中,将乳化流动通道段布置为相对于阀的轴向中心线呈角度α(优选呈锐角);和其中浆料包含于水中的弹性颗粒。

方面9:根据方面7-8任一项所述的方法,其中弹性颗粒选自由聚丁二烯颗粒、聚(苯乙烯丁二烯)颗粒、聚(丙烯腈丁二烯)颗粒和聚丙烯酸丁酯颗粒以及它们的组合组成的组。

方面10:根据方面7-9任一项所述的方法,其中弹性颗粒选自由聚丁二烯颗粒、包含至少50重量%的衍生自丁二烯的单元的聚(苯乙烯丁二烯)颗粒、聚(丙烯腈丁二烯)颗粒和聚丙烯酸丁酯颗粒以及它们的组合组成的组。

方面11:根据方面7-10任一项所述的方法,其中弹性颗粒是聚丁二烯颗粒。

方面12:根据方面7-11任一项所述的方法,其中浆料基本上不含化学附聚剂,优选化学附聚剂的量相对于浆料中的固体含量和任何化学附聚剂的总数计小于0.01重量%。

方面13:根据方面7-12任一项所述的方法,其中浆料具有40至80℃、优选45至80℃的温度。

方面14:根据方面7-13任一项所述的方法,其中角度α小于90°,优选小于85°,更优选20°至70°。

方面15:根据方面7-14任一项所述的方法,其中浆料中的弹性颗粒具有平均粒度d50,其根据iso9276-2:2014测定;和其中弹性体附聚组合物具有至多40体积%、优选至多30体积%的均化不足的部分,和至多10体积%、优选至多8体积%的均化过度的部分,基于弹性体附聚组合物的总体积计。

方面16:根据方面7-15任一项所述的方法,其中浆料中的弹性颗粒具有平均粒度d50,其根据iso9276-2:2014测定;和其中弹性体附聚组合物具有至多40体积%、优选至多30体积%的均化不足的部分,和至多10体积%、优选至多8体积%的均化过度的部分,基于弹性体附聚组合物的总体积计。

方面17:根据方面16所述的方法,其中均化过度的部分是具有大于或等于平均粒度d50的十倍、优选平均粒度d50的九倍、更优选平均粒度d50的八倍的粒度的弹性体附聚组合物的部分。

方面18:根据方面16-17任一项所述的方法,其中均化不足的部分是具有小于或等于弹性颗粒的最大粒度的粒度的弹性体附聚组合物的部分。

方面19:通过根据方面7-18任一项所述的方法获得或者能够获得的弹性体附聚组合物。

方面20:根据方面19所述的弹性体附聚组合物在生产丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯共聚物、丙烯腈苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物或苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物中的用途。

方面21:使用根据方面20所述的弹性体附聚组合物生产的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯共聚物、丙烯腈苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物或苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物。

方面22:形成接枝共聚物的方法,所述方法包括:加热根据方面19所述的弹性体附聚组合物,并使所述弹性体附聚组合物与苯乙烯和丙烯腈反应形成接枝共聚物。

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