[发明专利]制备增容的聚合物共混物的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及以下四件专利申请：2007年3月1日提交的、标题 为“UV RESISTANT MULTILAYERED CELLULAR CONFINEMENT SYSTEM”的美国专利申请序列号11/680,961；2007年3月1日提交 的、标题为“GEOTECHNICAL ARTICLES”的美国专利申请序列号 11/680,979；2007年3月1日提交的、标题为“HIGH PERFORMANCE GEOSYNTHETIC ARTICLE”的美国专利申请序列号11/680,987；以 及2007年3月1日提交的、标题为“WELDING PROCESS AND GEOSYNTHETIC PRODUCTS THEREOF”的美国专利申请序列号 11/680,996。以上四件专利申请的全文均通过引用的方式并入本文 中。

背景技术

本发明涉及一种方法，该方法用于制备第一聚合物和第二聚合 物的增容共混物，以形成多种其性能得到改善的制品。更具体地说， 本发明涉及这样一种方法，该方法用于制备由相对挠性的第一聚合物 和相对刚性的第二聚合物形成的共混物/组合物、以及由该增容的聚 合物共混物/组合物形成的制品。

人们已经制备了由诸如聚烯烃(PO)之类相对挠性的疏水性聚合 物和诸如工程热塑性(ET)树脂之类相对刚性的亲水性聚合物形成的 增容共混物。然而，由于聚烯烃和工程热塑性树脂的不相容性以及用 来形成共混物的现有方法这些方面的原因，由此制备的产品并没有显 示出最佳的性能。通常，共混物的大部分区域表现为一种不连续相分 散在一种连续相中。在大多数情况下，不连续相是由共混物的次要组 分构成的，连续相是由共混物的主要组分构成的。

此外，获得增容共混物的传统方法还需要一种多步工艺，其中， 在第一设备中，将聚烯烃或其他聚合物官能化以形成增容剂，将增容 剂分成(例如)小球或粉末的形式，然后在第二搅拌设备中，将增容 剂与工程热塑性树脂混合。然后将由增容剂与工程热塑性树脂混合而 制得的产品分开(例如，形成为小球)，并随后用于形成最后的、供 最终使用的制品或产品。这种多步法是劳动密集型的，而且需要消耗 大量的能量，并且在之后的再熔融和产品成型步骤中造成聚合物共混 物发生不期望的降解。

此外，人们试图在制备增容剂的同一机器内的下游加入工程热 塑性树脂的尝试都失败了。通常这是由于固体工程热塑性树脂在熔融 的增容剂中熔化不良而造成的。其原因与熔融温度的差异有关。大多 数聚烯烃在50-165℃的范围内熔融，而典型的工程热塑性树脂(例如， 聚酰胺6、聚酰胺66、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等)在200-300℃ 的范围内熔融。

例如，在传统的方法中，增容剂可以是自制的或购自专门的制 造商。然后，将该增容剂与合适组合形式(小球、薄片、小粒或者粉 末的形式)的固体聚烯烃和工程热塑性树脂混合，并熔融捏合(通常 在挤出机或者混炼挤出机(co-kneader)中)，从而制得产品(例如增 容共混物的小球)。通常，由于熔融温度不同，为了在熔融阶段使挤 出机螺杆和筒体之间能够有充分的摩擦，因此工程热塑性聚合物的比 例要高于熔融温度较低的聚合物的比例。由于这些限制，典型的增容 共混物含有大约5-30％(重量/重量)的熔融温度较低的聚合物。接 着，将小球加入到另一部机器中以形成最后的、供最终使用的产品。 无论购自专门的制造商还是以单独的自制方法形成，增容剂都是昂贵 的。而且，用于对单体进行熔融并接枝以形成增容剂的能量在随后的 冷却和造粒步骤中都损失掉了。在形成最后的、供最终使用的产品的 过程中需要将增容共混物再熔融，这会由于能量损失而导致约30-60 美元($)/吨的浪费，并且还会引起聚合物共混物的降解。