專利名稱：高抗沖聚合物組合物及其制備和使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有改進的機械性質的聚合物組合物。更具體來說，本發(fā)明涉及高抗沖聚合物組合物及其制備和使用方法。

背景技術：
彈性體增強的單亞乙烯基芳族化合物如苯乙烯、α -甲基苯乙烯和環(huán)上取代的苯乙烯的聚合物具有廣泛的商業(yè)用途。例如，彈性體增強的苯乙烯聚合物具有分散在整個苯乙烯聚合物基質中的交聯彈性體的離散顆粒，這種彈性體增強的苯乙烯聚合物可以用于各種應用，包括食品包裝、辦公用品、購買點標志和指示牌、家用器皿和消費品、建筑物保溫材料和化妝品包裝。
具體聚合物組合物的效用取決于具有能提供材料適合于特定應用的機械性能、熱性能和物理性質的一些組合的聚合物，例如具有高強度和高光澤度。高抗沖聚合物組合物可以包含具有粒度或形態(tài)分布的彈性材料，這些組合物通稱為多峰聚合物組合物。制備多峰(例如雙峰)聚合物組合物的方法包括例如使用包括多個反應器的聚合系統(tǒng)。例如，所述聚合系統(tǒng)可以包括三個聚合反應器；在第一反應器中，在存在小顆粒組分的情況下，單體部分聚合；在第二反應器中，在存在大顆粒組分的情況下，單體部分聚合；在第三反應器中， 將來自前兩個反應器的流出物混合，進一步聚合。另一種制備雙峰組合物的方法是使得兩種部分聚合的材料的混合物聚合，其中一種材料包含大顆粒組分，第二種材料包含小顆粒組分，其中，在第一種聚合物材料中已經形成了小顆粒組分的包覆形貌。另一種制備雙峰聚合物材料的方法是將聚合物材料機械混合，其中一種材料包含大的彈性組分，一種材料包含小顆粒彈性組分，制得具有雙峰粒度分布的摻混物。另一種制備多峰聚合物組合物的方法包括在聚合進料中產生氧化劑，氧化劑將彈性材料氧化。這些方法存在各種缺陷，例如由于對聚合產物進行物理摻混帶來的額外的成本，而且可能會由于產物中存在氧化劑而造成聚合物降解(例如變黃，變脆)。因此，人們需要一種改進的用來制備多峰聚合物組合物的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明揭示了一種方法，該方法包括在適合用來形成苯乙烯類聚合物組合物的條件下，在反應區(qū)內使得至少一種常規(guī)彈性體、至少一種單線態(tài)氧官能化的彈性體(SOFE)和苯乙烯單體相接觸。
本發(fā)明還揭示了一種方法，所述方法包括在適合用來形成聚合物組合物的條件下，在反應區(qū)內使得包含苯乙烯、聚丁二烯和光過氧化的聚丁二烯的反應混合物接觸，其中所述聚合物組合物中的彈性體粒度分布不與反應混合物中的彈性體粒度分布線性相關。
本發(fā)明還揭示了一種反應器摻混的聚合物，該聚合物包含苯乙烯、常規(guī)彈性體和單線態(tài)氧官能化的彈性體。
附圖簡要說明 為了更完整地理解本發(fā)明的內容及其優(yōu)點，下面結合附圖提供以下簡要說明和詳細說明。


圖1是制備混合形態(tài)聚合物組合物的方法的流程圖。
圖2顯示實施例1的樣品4的透射電鏡顯微圖。
圖3顯示實施例1的樣品5的透射電鏡顯微圖。
圖4是實施例1的樣品5的體積-彈性體粒度分布曲線圖。
具體實施例方式在一開始，應該理解，雖然以下提供對一種或多種實施方式的說明，但是可使用任何數量的、目前已知或現有的技術實施所揭示的系統(tǒng)和/或方法。本發(fā)明不應以任何方式限于所述說明性實施方式、附圖和以下所述的技術，包括本文說明和描述的示例性設計和實施方式，而是可以在所附權利要求的范圍及其等同項的全部范圍之內進行修改。
本發(fā)明揭示了用來制備聚合物組合物的方法，其中所述聚合物組合物包含苯乙烯類聚合物和至少兩種彈性體，所述彈性體具有不同的平均粒度。在一個實施方式中，至少一種彈性體通過與單線態(tài)氧反應而官能化，在下文中記為單線態(tài)氧官能化的彈性體(SOFE)。 在一個實施方式中，至少一種彈性體在不存在單線態(tài)氧的情況下制備，下文中將該彈性體稱作常規(guī)彈性體。在一些實施方式中，所述SOFE和常規(guī)彈性體具有不同的平均粒度。所述包含至少一種常規(guī)彈性體、至少一種SOFE和苯乙烯類聚合物的聚合物組合物可以表現出混合的形態(tài)，由此導致使用者所需的機械和/或物理性質。在下文中，將本發(fā)明所述種類的聚合物組合物稱作混合形態(tài)聚合物組合物(MMPC)。
在一個實施方式中，所述MMPC包括苯乙烯類聚合物，其中所述苯乙烯類聚合物可以是苯乙烯類均聚物或苯乙烯類共聚物。苯乙烯也稱作乙烯基苯和苯基乙烯，是由化學式 C8H8表示的有機化合物。苯乙烯可以廣泛購得，并且本文使用的術語苯乙烯(以及由此形成的苯乙烯類聚合物)包括各種取代的苯乙烯(如，α -甲基苯乙烯)、環(huán)上取代的苯乙烯如對-甲基苯乙烯，二取代的苯乙烯如對-叔丁基苯乙烯以及未取代的苯乙烯。
在一個實施方式中，適合用于本發(fā)明的苯乙烯類聚合物根據ASTMD-1238測得的熔體流速可以為 1. 7-15g/10min.，或者為 2. 5-9. 2g/10min.，或者為 2. 6-3. 4g/10min.； 根據ASTM D-3029測得的落鏢抗沖強度為75_160in-lb，或者為90-130in-lb，或者為100-125in-lb ；根據ASTM D-256測得的艾佐德沖擊強度為0. 8-5. 5ft-lbs/in，或者為1. 8-2. lft-lbs/in,或者為2-2. 2ft-lbs/in ；根據ASTM D-638測得的拉伸模量為
1.92xl05psi 至 2. 68xl05psi,或者為 2. 22xl05psi 至 2. 32xl05psi,或者為 2. 15xl05psi 至
2.22xl05psi ；根據ASTM D-638測得的屈服拉伸強度為MOOpsi至5000psi，或者為MOOpsi 至4900psi，或者為2400psi至4100psi ；根據ASTM D-638測得的屈服伸長率為40-70%, 或者為40-60%，或者為45-50% ；根據ASTM D-638測得的致斷拉伸強度為2800psi至 4800psi，或者為 3000psi 至 4500psi，或者為 3300psi 至 3600psi ；根據 ASTM D-790 測得的撓曲模量為2. 07xl05psi至3. 7xl05psi，或者為2. 4xl05psi至3. 7xl05psi，或者為 2. 5xl05psi至3. 5xl05psi ；根據ASTM D-648測得的熱變形溫度為190 °卩至206 °F，或者為 195 206 °F，或者為201 206 0F ；根據ASTM D-1525測得的維卡軟化點為200 °卩至 220 0F，或者為200 °卩至210 °F，或者為202 °F至210 °F。
在一個實施方式中，以MMPC的總重量(重量％ )為基準計，苯乙烯類聚合物的含量為1.0-99. 9重量％，或者為5-99重量％，或者為10-95重量％。在一個實施方式中，當說明有其他組分時苯乙烯類聚合物構成MMPC的其余部分。
在一些實施方式中，所述苯乙烯類聚合物是包含苯乙烯以及一種或多種共聚單體的苯乙烯類共聚物。這類共聚單體的例子包括但不限于α -甲基苯乙烯；鹵代苯乙烯；烷基化苯乙烯；丙烯腈；(甲基)丙烯酸與有1-8個碳原子的醇的酯；N-乙烯基化合物如乙烯基咔唑、馬來酸酐；含兩個可聚合雙鍵的化合物，例如二乙烯基苯或二丙烯酸丁二醇酯；或者它們的組合。共聚單體的含量應能向組合物有效提供一種或多種用戶所需的性質。所述有效量可由本領域的普通技術人員在參閱本發(fā)明內容的情況下確定。例如，以MMPC的總重量為基準計，苯乙烯類聚合物中共聚單體的含量為1-99. 9重量％，或者1-90重量％，或者 1-50重量％。
在一個實施方式中，MMPC包含常規(guī)彈性體。所述常規(guī)彈性體可以是共軛二烯單體。 合適的共軛二烯單體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，以及它們的組合?；蛘?，所述常規(guī)彈性體可以是脂族共軛二烯單體。合適的脂族共軛二烯單體的例子包括但不限于C4-C9 二烯， 例如丁二烯單體，或者它們的組合。還可以使用二烯單體的摻混物或共聚物。在一個實施方式中，所述常規(guī)彈性體包括二烯單體的均聚物，或者，所述常規(guī)彈性體包括聚丁二烯。
在一個實施方式中，所述常規(guī)彈性體包含聚丁二烯，或者高和/或中和/或低順式聚丁二烯的組合。在此，順式-指各丁二烯單體的立體構型如結構式I所示，其中聚合物主鏈是在聚丁二烯骨架中包含的碳-碳雙鍵同一側。

權利要求
1.一種方法，其包括在適合用來形成苯乙烯類聚合物組合物的條件下，在反應區(qū)內使得至少一種常規(guī)彈性體、至少一種單線態(tài)氧官能化的彈性體(SOFE)和苯乙烯單體相接觸。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述常規(guī)彈性體包含共軛二烯單體；脂族共軛二烯單體；C4_C9 二烯；丁二烯單體，二烯單體的均聚物；聚丁二烯；或其組合。
3.如權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述常規(guī)彈性體包括高-順式聚丁二烯、 中-順式聚丁二烯，低-順式聚丁二烯，或者它們的組合。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述常規(guī)彈性體包含聚丁二烯，所述聚丁二烯的乙烯基含量小于5%。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述單線態(tài)氧官能化彈性體是通過使得常規(guī)彈性體與單線態(tài)氧接觸而制備的。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述常規(guī)彈性體包含共軛二烯單體；脂族共軛二烯單體；C4_C9 二烯；丁二烯單體，二烯單體的均聚物；聚丁二烯；或其組合。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述單線態(tài)氧官能化的彈性體包括過氧化的聚丁二烯，氫過氧化的聚丁二烯，或者它們的組合。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述苯乙烯類聚合物組合物包括均聚物或共聚物。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述苯乙烯單體包括苯乙烯、取代的苯乙烯、環(huán)取代的苯乙烯、鹵代苯乙烯、烷基化苯乙烯，或者它們的組合。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括一種共聚單體，其中，所述共聚單體包括丙烯腈，(甲基)丙烯酸與C1-C8醇的酯，N-乙烯基化合物，乙烯基咔唑，馬來酸酐；二乙烯基苯，二丙烯酸丁二醇酯，或者它們的組合。
11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，以苯乙烯類組合物的總重量為基準，所述單線態(tài)氧官能化的彈性體的含量為2. 5-11. 5重量％。
12.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述常規(guī)彈性體與單線態(tài)氧官能化的彈性體的比例為1 10至10 1。
13.如權利要求1所述的方法，其特征在于，以苯乙烯類聚合物組合物的總重量為基準，所述苯乙烯類聚合物的含量為1.0-99. 9重量％。
14.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述苯乙烯類聚合物組合物具有混合的形態(tài)。
15.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述苯乙烯類聚合物組合物的溶脹指數為 10-17%。
16.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括將所述苯乙烯類聚合物組合物成形為制品。
17.如權利要求16所述的方法，其特征在于，所述制品的艾佐德沖擊強度等于或大于 2ft-lb/in。
18.如權利要求16所述的方法，其特征在于，所述制品的艾佐德/橡膠比等于或大于3。
19.如權利要求16所述的方法，其特征在于，所述制品的拉伸模量為3xl05psi至·3. 5xl05psi ο
20.如權利要求16所述的方法，其特征在于，所述制品的屈服拉伸強度為 4，000-5500psi。
21.如權利要求16所述的方法，其特征在于，所述制品的斷裂拉伸強度為 4，000-4500psi。
22.如權利要求16所述的方法，其特征在于，所述制品的斷裂拉伸伸長率為5-40%。
23.一種方法，所述方法包括在適合用來形成聚合物組合物的條件下，在反應區(qū)內使得包含苯乙烯、聚丁二烯和光過氧化的聚丁二烯的反應混合物接觸，其中所述聚合物組合物中的彈性體粒度分布不與反應混合物中的彈性體粒度分布線性相關。
24.一種反應器摻混的聚合物，該聚合物包含苯乙烯、常規(guī)彈性體和單線態(tài)氧官能化的彈性體。
25.如權利要求M所述的聚合物，其特征在于，其艾佐德沖擊強度等于或大于2ft-lb/in。
26.如權利要求M所述的聚合物，其特征在于，其艾佐德/橡膠比等于或大于3。
全文摘要
一種方法，該方法包括在適合用來形成苯乙烯類聚合物組合物的條件下，在反應區(qū)內使得至少一種常規(guī)彈性體、至少一種單線態(tài)氧官能化的彈性體(SOFE)和苯乙烯單體相接觸。一種方法，所述方法包括在適合用來形成聚合物組合物的條件下，在反應區(qū)內使得包含苯乙烯、聚丁二烯和光過氧化的聚丁二烯的反應混合物接觸，其中所述聚合物組合物中的彈性體粒度分布不與反應混合物中的彈性體粒度分布線性相關。一種反應器摻混的聚合物，該聚合物包含苯乙烯、常規(guī)彈性體和單線態(tài)氧官能化的彈性體。
文檔編號C08L29/00GK102186922SQ200980142401
公開日2011年9月14日 申請日期2009年10月19日 優(yōu)先權日2008年10月22日
發(fā)明者O·卡巴舍斯庫 申請人:弗納技術股份有限公司