[发明专利]弹性塑料组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及的是弹性塑料组合物，它含有一个连续的结晶聚烯烃相和分散于聚烯烃相中的至少两个聚合相，这两个聚合相之一由一种动态硫化的EPDM橡胶组成，另一个相由一种无定形的和热塑性的苯乙烯聚合物组成。

在文献中，以烯烃的和动态硫化EPDM橡胶的结晶聚合物为基的弹性塑料组合物是众所周知的。

这种组合物及其通过在橡胶动态硫化条件下混合这些成份的制备方法详细描述在美国专利3806558、4130535和4311628中。

通过动态硫化方法制备这种组合物呈现出加工更加困难的缺点，并且这对所有以塑性体树脂和以交联弹性体为基的组合物都是共同的，因为其中所含的交联弹性组份的百分比较高。

例如，组合物如果含有相对于聚烯烃相高于70-75％重量的交联EPDM橡胶则是完全不能制备的。

最引人注意的是，在组份的素炼期间，用于对橡胶进行硫化的硫化体系还呈现出对设备产生明显腐蚀现象的缺点。

因此，越来越需要得到一种适用的弹性塑料组合物，它既能易于制造，又不需要使用导致以上所说的腐蚀现象的硫化体系。

已经有人提议，在组合物含有结晶烯烃聚合物和未硫化饱和乙烯-丙烯橡胶的情况下，把苯乙烯聚合物加到所说的组合物中，以便改进该组合物的弹性体特性(日本专利申请17137/83公开的)。

在日本申请中公开的组合物是通过热混合聚烯烃和橡胶，并在苯乙烯和过氧化物存在下进行操作而制备的。

在这些组合物中由于橡胶是未硫化的，因此，那些组合物中橡胶处于硫化状态的典型加工性问题在此是遇不到的。

除硫化的橡胶之外，当聚烯烃相也含有分散颗粒(至少80％的最大尺寸最好小于5μm)形式的热塑性和元定形苯乙烯时，我们会惊奇地发现，得到一种由结晶烯烃聚合物和硫化的EPDM橡胶组成的弹性塑料组合物是可能的，它在高含量的硫化橡胶存在下也具有改进的加工特性，并且不要求使用导致腐蚀现象的硫化体系。

因此，本发明的组合物含有一个连续的结晶聚烯烃相和至少两个分散在聚烯烃相中的聚合相，这两个聚合相之一由动态硫化EPDM橡胶组成，另一个相由无定形的热塑性苯乙烯聚合物组成，其中EPDM橡胶是一种丙烯与乙烯和/或与分子式为CH₂＝CHR的α烯烃(其中R是具有2-10个碳原子的烷基)、及与可共聚的二烯构成的共聚物，聚烯烃树脂和EPDM橡胶之间的重量比为大约从10/90至大约75/25的范围，而苯乙烯聚合物与聚烯烃之间的重量比在大约10/90至大约60/40的范围。根据本发明，该组合物的优点在于至少有80％的分散橡胶颗料其最大颗粒尺寸小于5μm。

最好，两个分散相的颗粒尺寸至少有80％的最大尺寸小于5μm，尤其小于2μm。

该颗粒尺寸的确定由电子显微镜进行。

可使用的苯乙烯聚合物是所有无定形的具有热塑性性能的聚合物和共聚物。

这些聚合物的例子是“结晶的”聚苯乙烯(PS)，抗冲击聚苯乙烯(HIPS)、苯乙烯与丙烯腈和马来酸酐的热塑性共聚物、部分氢化的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。

部分氢化的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的例子可由美国专利4107130中所描述的共聚物代表。

聚苯乙烯(PS和HIPS)、含有按重量计最多到30％的丙烯腈的苯乙烯与丙烯腈的共聚物，苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物(按已知的商标名称KRATON^G1652，由Shell Oil生产)是优选的材料。

本发明的组合物是按这样的方法制成的，其中将相互均匀混合的烯烃聚合物和苯乙烯聚合物加入并与EPDM橡胶混合，把硫化系统加入到所得的均匀混合物中，混合物在150℃和280℃的温度之间连续素炼一段时间，此时橡胶发生硫化。

为了获得具有以上所说颗粒尺寸的分散体，在苯乙烯聚合物与聚烯烃树脂均匀化步骤期间，利用适当的相容剂是必要的，这些相容剂例如是：在聚烯烃上的苯乙烯接枝共聚物，在聚苯乙烯或在苯乙烯-丙烯腈共聚物和苯乙烯-丙烯嵌段共聚物上的EPDM橡胶接枝共聚物。

相对于聚烯烃-聚苯乙烯混和物，这些所用的相容剂的量按重量计通常在5至50％的范围。

含有与聚烯烃相容的嵌段单体单元的苯乙烯嵌段共聚物，例如苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物也适于制备具有所希望尺寸特性的分散体。

为了获得一个均匀的聚苯乙烯相分散体，由聚烯烃预先制备一种合金是可行的，然后利用这种合金制备本发明的弹性塑料组合物。