[发明专利]核壳颗粒多级聚合物粉末、其制造方法和含有它的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及新的抗冲击改性剂、和制备这些新抗冲击改性剂的方法以及它们在聚合物组合物中的应用。更具体地，本发明涉及新的具有核壳结构的聚合物抗冲击改性剂，其通过多级聚合方法制备，并含有至少一种梯度聚合物(gradient polymer)。

本发明还涉及制备该抗冲击改性剂的方法，尤其是其在聚合结束后的回收工艺。

本发明还涉及包括该新的抗冲击改性剂的热塑性组合物。

技术问题

广泛使用抗冲击改性剂来改善热塑性和热固性材料的冲击强度，目的在于平衡它们固有的脆性或在环境或零下温度下发生的脆裂、切口敏感性和裂纹扩展性。因此，抗冲击改性的聚合物是抗冲击性和韧性通过引入橡胶材料的微区(micro domains of a rubbery material)而增强的聚合材料。这通常由将亚微观橡胶颗粒引入到聚合物基质中来实现，这能够吸收或消散冲击能量。一种可能是引入核壳颗粒形式的橡胶颗粒。很通常地是，这些核壳颗粒具有橡胶核和聚合物壳，其优点是具有合适粒度的橡胶核以有效地增韧，和具有接枝的壳以便与热塑性基质间的粘合和相容。

抗冲击改性的效果(performance)是与颗粒(尤其是颗粒的橡胶部分)的粒度及其量相关的。为了具有最高的冲击强度，对于给定量的添加的抗冲击改性剂颗粒，有一个最佳的平均粒度。

这些主抗冲击改性剂颗粒通常以粉末了颗粒形式加入到热塑性材料中。这些粉末颗粒由聚集的主抗冲击改性剂颗粒组成。在热塑性材料与粉末颗粒的混合期间，主抗冲击改性剂颗粒被重新获得并近乎均质地分散在热塑性材料中。

当抗冲击改性剂颗粒的粒度在纳米范围内时，聚集的粉末颗粒的范围是在微米范围内。

在回收过程中能够通过几种方法进行聚集，例如喷雾干燥、凝结或冷冻干 燥或者喷雾干燥与凝结技术的结合。

重要的是要有流动能力好且不产生粉尘(dust)的粉末。粉尘的产生主要由粉末的粒度分布决定。粉尘尤其是由在样品中出现的小颗粒产生。应该避免粉尘，这是由于至少两个原因：健康原因和为了避免粉尘爆炸。

另一方面，含有大量粗粉的粉末更难引入到聚合物基质中并再生均质分散在所述基质中的该初始抗冲击改性剂颗粒(impact modifier particles)。

也很重要的是要有对热塑性聚合物没有负面作用的抗冲击改性剂。作为负面作用，可以理解为，例如包括抗冲击改性剂的热塑性聚合物的与时间或温度或两者相关的颜色稳定性、热稳定性、水解稳定性。

所有这些影响可能由核壳结构引起，但更具体而言是由在合成和处理抗冲击改性剂粉末期间使用的杂质和副产物引起。通常，没有对抗冲击改性剂专门的纯化步骤，仅仅有固体对液体的分离。因此，所使用的大约重要的量的任何化合物(杂质、副产物)仍然掺混在抗冲击改性剂中。这些化合物不应该以主要方式影响热塑性材料，所述方式例如光学和/或机械和/或流变性能随着时间和/或温度和/或湿度(hygrometry)的降低。

以最简单的方式从反应介质中分离抗冲击改性剂也很重要，意味着实质上使用尽可能更少的资源。作为资源能够从涉及的装置、能量及更普遍的功效(utilities)和任何产品中看到。

本发明的一个目的是得到聚集的抗冲击改性剂粉末，其具有微米范围内的平均粒度、小比例的细粉和小比例的粗粉。

本发明的另一个目的是制备聚集的抗冲击改性剂粉末的方法，该粉末具有微米范围内的平均粒度、小比例的细粉和小比例的粗粉。

本发明的再一个目的是制备聚集的抗冲击改性剂粉末，其具有小于500μm的体积平均粒度，而小颗粒(平均粒度小于20μm)的量小于5％，优选具有小于2％量的小颗粒。

只有体积平均粒度的值是不够的，因为它没有包括关于粒度分布的信息。因此，为了得到有关分布的信息，需要其它数值，如在某累积百分率下的值。

本发明的再一个目的是要有快速、简单、有效且经济的方法来合成抗冲击改性剂并将它从从反应介质中分离，而不用进一步的纯化和不必要的清洗步骤。

本发明的目的是要减少废水并消减设施(utilities)，尤其是能量成本以及在 分离中所涉及的设备的资本投资。

本发明的再一个目的是要有含有抗冲击改性剂的热塑性组合物，其在该抗冲击改性热塑性聚合物的所有性质之间具有好的平衡，如具有高的冲击强度，而不降低聚合物组合物的粘度和在高温下的变色，其是由于在该抗冲击改性剂制备过程中使用的杂质或副产物的影响。

发明背景现有技术