單份式聚合物改性劑制造技術

一種單份式聚合物改性劑，其含有：a)用反應性環氧基、羥基、β?酮基酯、β?酮基酰胺或羧酸官能團官能化的至少一種加工助劑；b)至少一種抗沖改性劑；c)任選的至少一種礦物填料；以及d)任選的至少一種其它添加劑，該單份式聚合物改性劑可用于對諸如PVC的熱塑性聚合物的性質進行改性，包括降低由該熱塑性聚合物制成的制品的表面光澤度并改進該制品的沖擊強度。

Monomeric polymer modifier

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】單份式聚合物改性劑相關申請的交叉引用本申請是2017年3月23日提交的國際申請PCT/US2017/023707的部分繼續申請，該申請要求2016年3月25日提交的美國臨時申請號62/313,187的優先權。本申請也是2018年5月3日提交的美國申請第15/969,885的號部分繼續申請，美國申請第15/969,885號是2015年6月17日提交的美國申請號14/741,496的延續，美國申請第14/741,496號是2011年8月26日提交的美國申請號13/203,489(現為美國專利第9,085,679號)的延續，美國申請第13/203,489號是2010年2月24日提交的國際申請第PCT/US2010/025171號的國家階段，國際申請第PCT/US2010/025171號要求了2009年2月26日提交的美國臨時申請第61/155,573號的優先權。上述各申請的全部公開內容通過引用納入本文用于所有目的。專利
本公開通常涉及可以在聚氯乙烯(PVC)制劑以及具有PVC的合金中使用的單份式(one-pack)聚合物改性劑。更具體地說，本公開涉及單份式聚合物改性劑，其能夠降低PVC和PVC合金的鏡面光澤并改進其沖擊性能。
技術介紹
聚氯乙烯(PVC)樹脂通常在化學上是惰性的，耐水和環境腐蝕，提供良好的電絕緣和熱絕緣，并且可以在較大的溫度范圍內保持性能。與通常被稱為聚氯乙烯(PVC)或“乙烯基”一起使用的商用聚合工藝和后聚合工藝技術(例如，擠出、注塑、吹塑等)在過去的一個世紀中已經成熟。這種生產基礎以及PVC所呈現的基本性質已導致含PVC產品的激增。例如，在近十年中，乙烯基窗的銷量已經超過了木質和鋁質窗戶的銷量。乙烯基產品耐用、可回收、易于維護。其耐真菌和霉菌生長，并且不受腐爛、腐蝕、破裂、剝落或昆蟲侵擾的影響。乙烯基產品具有出色的耐火性能，符合關于可燃性、易燃性、放熱、燃燒速率、火焰蔓延和生煙的大多數建筑規范。由于乙烯基產品通常整個是相同的顏色，因此小劃痕不需要上漆或修理，并且可以通過用肥皂和水清洗而輕松保持美觀。如果正確安裝和維護，乙烯基產品可以提供持久的美觀、可靠的性能以及持續的節能效果。顏料分散在PVC制劑中可用于提供顏色，而將消光劑摻入配方中則可改變最終PVC產品表現出的表面光澤度。消光劑通常落入三個區域：i)具有聚丙烯酸丁酯的芯部和聚丙烯酸甲酯的殼的聚合物芯/殼抗沖改性劑，例如ParaloidTM(密歇根州米德蘭的陶氏化學公司(DowChemicalCompany，Midland，MI))；ii)平均粒徑為數微米的交聯的聚甲基丙烯酸甲酯顆粒，例如MBXK-8(日本東京積水塑料有限公司(SekisuiPlasticsCo.Ltd.,Tokyo,Japan))或顆粒(賓夕法尼亞州普魯士國王阿科瑪公司(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(德國埃森市贏創工業公司(EvonikIndustries)。但是，許多用于PVC和它他熱塑性聚合物和樹脂的消光劑技術可能不能顯著降低表面光澤度，或者其可能會對所形成PVC部件有關的其它機械性能產生負面影響。PVC不僅需要單獨用作制劑中的基礎樹脂，PVC還可以與其它熱塑性樹脂摻混，例如丙烯酸類，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。然后可以用各種添加劑(包括顏料和消光劑)來配制這些合金，從而以與PVC制劑相似的方式獲得所需的外觀。這些合金還可以以類似PVC樹脂的容量，使用類似的后聚合工藝來生產最終制品。美國專利第7,557,158公號開了熱塑性聚合物組合物，其可以加工成外觀光澤度下降、沖擊強度高且耐候性出色的樹脂料(capstock)。美國專利第3,301,919號公開了用于聚氯乙烯的加工助劑，其包括基本線性的共聚物，該共聚物通過使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％的甲基丙烯酸縮水甘油酯的混合物聚合而獲得，由此在至少85％的甲基丙烯酸縮水甘油酯單元中環氧乙烷環是完整的。美國公開2017/33079公開了用于氯乙烯樹脂改性的顆粒，各顆粒包含含縮水甘油基的聚合物和芯-殼共聚物。韓國專利第101030513號公開了一種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樹脂的加工助劑。所述方法包括以下步驟：在水溶性引發劑和乳化劑的存在下使單體混合物聚合以制備聚合物膠乳；以及使聚合物膠乳固化。單體混合物含有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％的環氧化物基化合物。專利技術概述本專利技術提供了一種用于改進聚氯乙烯(PVC)和PVC合金的某些性能的單份式聚合物改性劑，其中，所述單份式聚合物改性劑包含以下物質、基本由以下物質組成或由以下物質組成：a)至少一種官能化加工助劑，其用選自下組的至少一種反應性官能團官能化：環氧官能團、羥基官能團、β-酮基酯官能團、β-酮基酰胺官能團和羧酸官能團；b)至少一種抗沖改性劑；c)任選的至少一種礦物填料；和d)任選的至少一種其它添加劑，其中，單份式聚合物改性劑是多個單獨顆粒的形式，并且至少一部分單獨顆粒同時包含所述至少一種官能化加工助劑和所述至少一種抗沖改性劑。當存在礦物填料時，一種或多種抗沖改性劑、一種或多種官能化加工助劑和一種或多種礦物填料可以緊密接觸。如本文所用，術語“緊密接觸”是指礦物填料摻混至加工助劑和抗沖改性劑中(或與其摻混)，而不是涂覆加工助劑和抗沖改性劑的表面。單份式聚合物改性劑可以采用干粉末形式。例如，官能化的加工助劑顆粒和抗沖改性劑顆粒可以團聚或聚集成含有官能化加工助劑和抗沖改性劑的較大顆粒。如本文所用，術語“單份式”是指一個體系，其中多種添加劑(例如，一種或多種官能化加工助劑和一種或多種抗沖改性劑，或者一種或多種官能化加工助劑、一種或多種抗沖改性劑和一種或多種礦物填料)混合在單個包裝或容器中，以使得添加劑能夠方便地同時分散并與聚氯乙烯或PVC合金結合，以提供配制的PVC基配混物，由此消除對于分別添加這些添加劑的需求。本專利技術通常還提供表面光澤度降低且沖擊性能提高的聚氯乙烯(PVC)及其合金。所配制的PVC或PVC基合金(有時在本文中也稱為“PVC配混物”)包含如下物質、基本由如下物質組成或由如下物質組成：PVC或PVC合金以及單份式聚合物改性劑包含一種或多種官能化加工助劑和一種或多種抗沖改性劑、或基本由其組成、或由其組成，而且可能與一種或多種礦物填料和/或一種或多種其它添加劑組合使用。單份式聚合物改性劑是多個單獨顆粒形式的，并且至少一部分單獨顆粒同時包含至少一種官能化加工助劑和至少一種抗沖改性劑，而且還可能包含至少一種礦物填料和/或至少一種其它添加劑。與其中任何一種加工助劑均未官能化的類似部件相比，由PVC配混物制成的部件可能呈現出在85度或更小的角度下測得的光澤度下降至少5點。由PVC配混物(可能與一種或多種其它材料組合)制成本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.用于聚氯乙烯和聚氯乙烯合金的單份式聚合物改性劑，其包含：/na)至少一種加工助劑，其包括用選自下組的至少一種反應性官能團官能化的至少一種官能化加工助劑：環氧官能團、羥基官能團、β-酮基酯官能團、β-酮基酰胺官能團和羧酸官能團；以及/nb)至少一種抗沖改性劑；/n其中，所述單份式聚合物改性劑是多個單獨顆粒的形式，并且至少一部分所述單獨顆粒同時包含所述至少一種加工助劑和至少一種抗沖改性劑。/n

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】20170927 US 62/563,8411.用于聚氯乙烯和聚氯乙烯合金的單份式聚合物改性劑，其包含：
a)至少一種加工助劑，其包括用選自下組的至少一種反應性官能團官能化的至少一種官能化加工助劑：環氧官能團、羥基官能團、β-酮基酯官能團、β-酮基酰胺官能團和羧酸官能團；以及
b)至少一種抗沖改性劑；
其中，所述單份式聚合物改性劑是多個單獨顆粒的形式，并且至少一部分所述單獨顆粒同時包含所述至少一種加工助劑和至少一種抗沖改性劑。


2.如權利要求1所述的單份式聚合物改性劑，其中，基于加工助劑的總重量，至少一種官能化加工助劑用約0.5重量％至約35重量％的至少一種官能團官能化。


3.如權利要求1所述的單份式聚合物改性劑，其中，基于加工助劑的總重量，至少一種官能化加工助劑用至少1重量％的至少一種反應性官能團官能化。


4.如權利要求1所述的單份式聚合物改性劑，其中，至少一種反應性官能團源自選自下組的一種或多種單體：(甲基)丙烯酸的羥基取代的烷基酯；直鏈或支鏈羧酸的乙烯基酯；不飽和C3-C6一元羧酸；不飽和C4-C6二元羧酸；含有烷氧基的單體；(甲基)丙烯酸的β-酮基酯；(甲基)丙烯酸的β-酮基酰胺；以及它們的混合物。


5.如權利要求1所述的單份式聚合物改性劑，其中，至少一種官能化加工助劑包括至少一種(甲基)丙烯酸烷基酯和選自(甲基)丙烯酸縮水甘油酯和(甲基)丙烯酸的至少一種官能化單體的共聚物。


6.如權利要求1所述的單份式聚合物改性劑，其中，至少一種官能化加工助劑的重均分子量(Mw)為約50,000g/mol或更高。


7.如權利要求1所述的單份式聚合物改性劑，其中，至少一種官能化加工助劑源自一種或多種含有(甲基)丙烯酸/酯/根的單體以及任選的一種或多種共聚單體，所述共聚單體選自下組：含有乙烯基的單體、苯乙烯和苯乙烯衍生物、烯烴、二烯以及它們的混合物。


8.如權利要求1所述的單份式聚合物改性劑，其中，存在以下條件中的至少一個：a)一種或多種官能化加工助劑中的至少一個是交聯的；b)至少一種官能化加工助劑能夠與其自身交聯或與熱塑性聚合物交聯。


9.如權利要求1所述的單份式聚合物改性劑，其中，至少一種抗沖改性劑選自：嵌段共聚物、芯-殼微粒聚合物或它們的混合物。


10.如權利要求1所述的單份式聚合物改性劑，其中，至少一種抗沖改性劑選自芯-殼微粒聚合物，所述芯-殼微粒聚合物具有玻璃化轉變溫度低于50℃的橡膠芯部以及相容的外部接枝聚合物殼。


11.如權利要求10所述的單份式聚合物改性劑，其中，外部聚合物殼包含聚甲基丙烯酸甲酯...

【專利技術屬性】
技術研發人員：K·R·尤卡，A·A·勒菲夫，J·M·萊昂斯，
申請(專利權)人：阿科瑪股份有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US