[发明专利]热塑性复合料

说明书

本发明涉及一种新的热塑性复合料(compound)，它含有至少一种线性或支化的与至少一种高度支化的树枝状聚酯大分子复合的热塑性聚合物或共聚物。该线性或支化的热塑性聚合物或共聚物具有至少一个反应活性或接枝部位(F₁)，并且高度支化的树枝状大分子通过其末端链增长官能和/或通过任选的链终止和/或任选的官能作用而具有至少一个反应活性或接枝部位(F₂)，该反应活性或接枝部位(F₂)与所说的反应活性或接枝部位(F₁)反应或接枝于其上。另一方面，本发明涉及一种含有至少两种组分的热塑性组合物，其中至少一种是所说的热塑性复合料。又一方面，本发明涉及一种由一种或多种热塑性复合料或组合物制得的热塑性制品，其中至少一种为所说的热塑性复合料。

最近几年间粘结和相容现象在许多包括或含有各种聚合物结合物、混合物和共混物的科技领域已成为了重要问题。改进例如各种热塑性聚合物之间的粘合和/或相容性的问题在诸如接头、表面涂层、夹层结构、复合材料和共混聚合物领域很突出。粘附性取决于一系列由互补的和对立的理论组成的复杂的方法，这些理论包括：机械联锁、分子缠结、静电粘附、联锁、边界层、界面、吸附作用和润湿、互扩散及化学键合理论。已知增强液体或固体产物不混溶相的相容性受如按照极性/非极性界面稳定原则起作用的表面活性剂用途的影响。表面活性剂是特性上具有极性和非极性部分的分子。表面活性剂的极性部分朝着具有一定极性的产物表面取向，而非极性部分朝非极性或极性弱的产物表面取向。然而，尽管常用的表面活性剂在热塑性共混物、复合物、填充热塑性塑料等中一定程度上增强了相容性和粘合，但它们的分子量太低而不能在改善机械性能方面有明显作用。所有上述粘合方法都有助于得到最佳的粘合。低分子表面活性剂仅仅对少数所说的粘合方法具有积极的影响并且其至对其它粘合方法具有反作用。因此总体作用就是低分子表面活性剂大多有可能仅仅充当对热塑性塑料整体特性具有有害作用的增塑剂。

为了满足对新的和/或更先进的热塑性塑料和热塑性体系日益增长的要求，人们的兴趣集中在将不同的聚合物及不同的聚合物和填料和/或加强材料的共混物和结合物作为一种廉价的方式来将不同材料的特性结合起来并得到用于新的和专用的热塑性材料。许多热塑性聚合物相互之间和/或与各种性能的改性材料诸如填料和加强材料是不相溶的，所得的共混物和结合物机械性能较差。常常使用可提高例如不同的不相容或接近不相容的热塑性聚合物之间的粘合和/或相容性的添加剂例如相容剂和改性剂。为了得到在热塑性共混物、复合物、填充热塑性塑料等中良好的粘合力，添加剂要设计成对所有已知的粘合方法起到积极的作用。净粘合则有望非常有效。为了粘合在非极性表面上，相容添加剂理想地应有一个大分子量的长的聚合物尾端，聚合物如聚烯烃，该尾端可吸附在非极性热塑性表面并通过表面能的接近和分子的缠结和互扩散而粘合。为了能够粘合在极性表面，相容剂还应该理想地具有一个尽可能大的具有大量极性反应活性部位或官能团如羟基的极性表面。因此可通过静电吸附形成如强氢键、通过大量反应活性部位和极性基体之间的共价键及通过反应活性部位之间相互反应的化学反应而粘合在极性表面。另外，相容添加剂应具有足够高的分子量而不对机械性能有负面影响，同时应具有足够低的粘度以给要相容的热塑性共混物、复合物、填充热塑性塑料等的极性/非极性界面最大的扩散速率。

通常使用两种主要类型的聚合物/共聚物作相容剂和改性剂：(a)含有要结合的材料的嵌段的嵌段共聚物和(b)在要结合的材料之间产生化学键的那些。第二类的优点在于比第一种类型的加工要求少。另一类可作为相容剂的物质公开于WO95/06081中。该物质为支化的fractal多孔的聚合物，该聚合物含有其外部具有亲电或亲核的反应活性部分的刚性芳族重复单元，或者是星形聚合物，该聚合物含有为所说的fractal聚合物和外部接枝的线性含氮聚合物部分的聚合物核。

为了起到令人满意的作用，相容剂或改性剂必须满足至少两个条件，即降低要结合的材料之间的界面能和在它们之间提供良好的粘合。接枝聚合物/共聚物常用作相容剂以产生化学键，例如马来酐接枝聚烯烃如聚丙烯，工业上用作例如不相容的聚烯烃和聚酰胺之间的相容剂。马来酐接枝聚烯烃具有一极性很小的基并且几乎没有反应活性部位，它一般用作大部分已知的工业用相容剂。马来酐接枝的聚烯烃的聚烯烃部分与聚烯烃相容，而马来酐部分可与聚酰胺产生化学键。聚烯烃，特别是聚丙烯，和聚酰胺下文将用作典型种类。