热塑性聚氨酯和聚(甲基)丙烯酸酯的可热塑加工的透明混合物的制作方法_3

文档序号:8547491阅读:来源:国知局
酯,并且在本文 中优选使用两种或多种聚(甲基)丙烯酸酯的混合物,特别是两种或多种包含抗冲击改性 的聚(甲基)丙烯酸酯的聚(甲基)丙烯酸酯的混合物。
[0063] 在本发明的一个具体方面中,抗冲击改性的聚(甲基)丙烯酸酯与其他聚(甲基) 丙烯酸酯的重量比的范围可为1:10至10:1。
[0064] 在本发明中,至少一种热塑性聚氨酯与至少一种聚(甲基)丙烯酸酯的重量比的 范围可为1:10至1: 1。
[0065] 因此,本发明的一个优选的实施方案提供如上所述的一种包含至少一种热塑性聚 氨酯和至少一种聚(甲基)丙烯酸酯的组合物,其中至少一种热塑性聚氨酯与至少一种聚 (甲基)丙烯酸酯的重量比的范围为1:5至1: 1,特别优选为1:4至1:1. 5,更优选为1:3至 1:2〇
[0066] 此外,本发明的另一优选的实施方案提供如上所述的一种包含至少一种热塑性聚 氨酯和至少一种聚(甲基)丙烯酸酯的组合物,其中至少一种聚(甲基)丙烯酸酯为抗冲 击改性的聚(甲基)丙烯酸酯。
[0067] 为了本发明的目的,原则上可以使用任何合适的抗冲击改性的聚(甲基)丙烯酸 酯,并且在本文中可优选使用一种基于交联聚(甲基)丙烯酸酯的抗冲击改性剂。
[0068] 本发明中特别优选的抗冲击改性的聚(甲基)丙烯酸酯包括玻璃化转变温度为至 少70°C的硬相和玻璃化转变温度为至多-10°C的韧相,其中韧相的平均粒径为至多130nm, 并且至少一部分韧相共价键合至硬相。因此,韧相在塑料混合物中以颗粒形式存在,并且围 绕这些颗粒的连续相可尤其包含硬相和其他聚(甲基)丙烯酸酯和/或热塑性聚氨酯。此 处的粒径小于或等于至130nm,并且此处优选的塑料混合物包含一种粒径小于或等于70nm 的韧相,其中粒径基于重均直径计。包含在塑料混合物中的韧相的均匀度指数优选为〇. 5 以下。特别优选均匀度指数小于或等于至0.2。韧相颗粒的高均一度指数尤其产生特别透 明的塑料。
[0069] 可优选的是,本发明中特别优选的聚(甲基)丙烯酸酯的韧相的玻璃化转变温度 为至多-10°c。优选韧相的玻璃化转变温度小于或等于-20°c。
[0070] 玻璃化转变温度可受用于制备韧相的单体的性质和比例的影响。在本文中,聚合 物的玻璃化转变温度Tg可通过差示扫描量热法(DSC)以已知的方式测定。
[0071] 例如,特别优选的聚(甲基)丙烯酸酯的韧相可包含至少50重量%、优选至少60 重量%的源自具有1至6个碳原子的丙烯酸烷基酯的重复单元,基于聚(甲基)丙烯酸酯 的韧相的重量计。这些优选使用的单体特别地为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙 烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸戊酯和丙烯酸己酯,本文特别优选丙烯酸丁酯。
[0072] 在本发明中优选的是,至少一部分韧相共价键合至硬相。有利的是至少5重量%、 优选至少15重量%且特别优选至少20重量%的硬相共价键合至韧相。韧相与硬相的共价 键合可特别地通过在抗冲击改性的聚(甲基)丙烯酸酯的韧相的制备中使用交联单体而获 得。交联单体为具有2个、3个或多个能够进行自由基聚合反应的基团的化合物。
[0073] 这些化合物特别是具有两个双键的(甲基)丙烯酸酯,例如衍生自不饱和醇的 (甲基)丙烯酸酯,例如(甲基)丙烯酸2-丙炔酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸 乙烯酯;以及衍生自二醇或更高官能度的醇的(甲基)丙烯酸酯,例如二(甲基)丙烯酸二 元醇酯,如二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸三 乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸四乙二醇酯和聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸 1,3- 丁二醇酯、(甲基)丙烯酸1,4- 丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,6-己二醇酯、二(甲 基)丙稀酸丙三醇醋和二氨基甲酸乙醋二甲基丙稀酸醋(diurethane dimethacrylate); 具有3个或多个双键的(甲基)丙烯酸酯,例如三(甲基)丙烯酸丙三醇酯、三羟甲基丙烷 三(甲基)丙烯酸醋、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯和二季戊四醇五(甲基)丙烯酸醋。在 交联剂和接枝连接剂(graft-linking agent)之间通常存在区别。交联剂通常包括包含至 少两个丙烯酸部分或甲基丙烯酸部分的单体。术语接枝连接剂是指不仅包含丙烯酸部分或 甲基丙烯酸部分而且包含具有显著更小的聚合倾向的烯键式不饱和基团(通常为烯丙基) 的单体。
[0074] 韧相优选包含基于韧相的重量计的至少0. 5重量%、优选至少1重量%的源自交 联单体的重复单元。本文中优选接枝连接剂或分子内包含3个或多个丙烯酸或甲基丙烯酸 基团的单体。源自接枝连接剂或源自分子内包含3个或多个丙烯酸或甲基丙烯酸基团的单 体的重复单元的比例特别优选在1至4重量%的范围内,基于韧相的重量计。所述材料可 有利地包含比例为0. 05至2重量%的单体,所述单体的分子内以韧相中的重复单元的形式 包含2个(甲基)丙烯酸基团。
[0075] 由于重复单元一一韧相通过其共价键合至硬质相一一源自在韧相的制备中使用 的单体,所以这些重复单元的重量归属于韧相。优选的韧相不仅可包含上述源自具有1至6 个碳原子的丙烯酸烷基酯或源自交联单体的重复单元,而且还可包含源自其他单体的重复 单元。这些单体特别为上述不同于具有1至6个碳原子的丙烯酸烷基酯并且不同于交联单 体的(甲基)丙烯酸酯。除了韧相之外,抗冲击改性的聚(甲基)丙烯酸酯还包含至少一 种共价键合至韧相的硬相。硬相的玻璃化转变温度为至少70°C,优选为至少80°C。如上所 述,玻璃化转变温度可通过选择用于制备硬相的单体来调节。
[0076] 优选的抗冲击改性的聚(甲基)丙烯酸酯的硬相优选包含至少80重量%、特别是 至少90重量%的源自甲基丙烯酸甲酯的重复单元,基于聚(甲基)丙烯酸酯的硬相的重量 计。除了甲基丙烯酸甲酯之外,优选的聚(甲基)丙烯酸酯的硬相可包含最高达20重量% 的共聚单体。
[0077] 在一个优选的实施方案中,共价结合至韧相的硬相和抗冲击改性的聚(甲基)丙 烯酸酯的韧相之间的重量比可为至少1:10,特别为至少1:5,并且非常特别为至少1:1。[0078] 例如,聚(甲基)丙烯酸酯、特别是抗冲击改性的聚(甲基)丙烯酸酯包含至多 〇. i重量%、特别优选至多〇. 05重量%的水溶性成分,基于聚(甲基)丙烯酸酯的重量计。 水溶性成分的最小比例可特别地通过在制备聚(甲基)丙烯酸酯过程中的后处理过程来实 现。通过此措施,在暴露于湿气中时尤其可以降低对雾度的敏感性。
[0079] 特别适合的聚(甲基)丙烯酸酯包含最小比例的芳族基团,特别是苯乙烯。特别 有利的抗冲击改性的聚(甲基)丙烯酸酯为包含至多10重量%、特别优选至多2重量%且 非常特别优选至多〇. 5重量%的源自具有芳族基团的单体、特别是源自苯乙烯单体的重复 单元的那些。
[0080] 本发明的组合物优选包含40至95重量%、尤其是50至90重量%、特别是60至 85重量%、例如70至80重量%的至少一种聚(甲基)丙烯酸酯。
[0081] 因此,本发明的一个优选的实施方案提供如上所述的一种包含至少一种热塑性聚 氨酯和至少一种聚(甲基)丙烯酸酯的组合物,其中组合物包含5至60重量%的至少一种 热塑性聚氨酯和40至95重量%的至少一种聚(甲基)丙烯酸酯。
[0082] 本发明中合适的聚(甲基)丙烯酸酯尤其可通过已知的乳液聚合法得到,所述 乳液聚合法尤其记载于乌尔曼工业化学百科全书第五版(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth Edition)中。这通常通过制备不仅可包含水而且可包含用 于稳定乳液的常规添加剂--特别是乳化剂和保护胶体--的水相获得。
[0083] 合适的制备方法记载于W0 2009/135702 A1中,或记载于DE 38 42796 A中。
[0084] 为了制备本发明的组合物,可用本身已知的方法(例如在挤出机中)将至少一种 热塑性聚氨酯与至少一种聚(甲基)丙烯酸酯复合(compound)。此处的反应条件可广泛地 变化。为了本发明的目的,复合优选在200至260°C的温度范围内进行。
[0085] 因此,本发明也提供了一种用于制备如上所述的包含至少一种热塑性聚氨酯和至 少一种聚(甲基)丙烯酸酯的组合物的方法,其中至少一种热塑性聚氨酯与至少一种聚 (甲基)丙烯酸酯在200至260°C的温度范围内复合。
[0086] 至少一种热塑性聚氨酯与所使用的全部聚(甲基)丙烯酸酯的重量比范围优选可 为1:5至1:1,特别优选为1:4至1:1. 5。
[0087] 本发明的组合物,除了至少一种热塑性聚氨酯和至少一种聚(甲基)丙烯酸酯之 外,还可包含其他化合物。该组合物可例如包含0至30重量%、特别是0. 01至30重量% 的其他化合物。
[0088] 除非另有说明,本发明组合物的所有组分的总和共计100重量%。
[0089] 本发明的组合物可例如包含除热塑性聚氨酯和聚(甲基)丙烯酸酯之外的其他聚 合物。这些聚合物特别地为聚苯乙烯、包含丙烯腈或顺丁烯二酸酐的聚合物、聚丙烯腈、聚 醚、聚酯、聚碳酸酯以及聚氯乙烯,此处特别优选聚(甲基)丙烯酸酯。
[0090] 除了至少一种热塑性聚氨酯和至少一种聚(甲基)丙烯酸酯之外,任选包括在本 发明的组合物中的均聚物和/或共聚物的重均摩尔质量Mw可广泛地变化,并且此处的摩尔 质量通常根据预期的应用和组合物的加工模式进行调整。然而,其通常为20 000至1 000 000g/mol,优选为 50 000 至 500 000g/mol,并且特别优选为 80 000 至 300 000g/mol,通过 GPC测定。
[0091] 本发明的组合物可包含常规添加剂。这些添加剂为例如染料、颜料、填料、增强纤 维和润滑剂。为了改变本发明的组合物的性质,也可以使用可聚合的UV吸收剂。这些可在 硬相单体的聚合过程中例如与其他单体一起共聚成乳液聚合物。此外,另一个可能是这些 化合物也在聚(甲基)丙烯酸酯的制备过程中使用。
[0092] 特别地,包含至少一种UV吸收剂的组合物具有出乎意料的优点。
[0093] 本发明中优选某些组合物:其中由所述组合物制备的厚度为2mm的注射成型板的 雾度值小于25,根据ASTM D1003使用厚度为2mm的测试样本、程序A测定。特别优选雾度 值小于20,特别是小于15。
[0094] 因此,本发明的一个优选的实施方案提供一种如上所述的包含至少一种热塑性聚 氨酯和至少一种聚(甲基)丙烯酸酯的组合物,其中由所述组合物制备的厚度为2mm的注 射成型板的雾度值小于25,根据ASTM D1003使用厚度为2mm的测试样本、程序A测定。
[0095] 本发明的组合物可加工成模塑物,例如具有高透射比的薄片。本发明的组合物以 及可分别由其得到的模塑物的透射比优选为至少60%,优选至少70%,并且非常特别优选 至少80%,更优选至少85%,特别是至少90%。为了本发明的目的,根据ASTM D1003测定 透射比。
[0096]因此,本发明还提供包含本发明的组合物的模塑物或包含可通过本发明的方法得 到的组合物的模塑物,所述本发明的组合物如上所述包含至少一种热塑性聚氨酯和至少一 种聚(甲基)丙烯酸酯。
[0097]本发明一个优选的实施方案还提供包含本发明的组合物的模塑物或包含可通过 本发明的方法得到的组合物的模塑物,所述本发明的组合物如上所述包含至少一种热塑性 聚氨酯和至少一种聚(甲基)丙烯酸酯,其中,所述模塑物为一种薄片。
[0098]本发明的模塑物、特别是薄片具有特别小的破裂倾向和高抗裂纹扩展性。
[0099]本发明的组合物可用于制备具有优异性能的模塑物。优选的模塑物特别是薄 片。此类薄片的特征在于持久的清晰度、耐高温和低温性、耐候性和几乎不变黄和脆化,以 及对于屈曲或皱折的小的应力发白,因此,其适于例如在下述物品中作为窗口:油布雨衣 (tarpaulin)、蓬式汽车覆盖物或帆蓬。此外,这些薄片还可用于键盘、特别是笔记本或电脑 键盘的保护覆盖层,以保护这些键盘免受环境的影响,例如湿状态的影响。此类薄片通常
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