[发明专利]弹性体改性热塑性塑料的生产方法

说明书

本发明涉及连续生产弹性体改性的热塑性塑料的方法。在大容积的捏合反应器中，将水份含量为1-50％(重量)、优选10-40％(重量)的弹性体(特别可选地为粒状的接枝聚合物)混入热塑性塑料熔体中。弹性体与热塑性塑料的混合比具体地为4∶1至1∶4。熔化弹性体和蒸发粘附水所需的能量通过加热设备壁和通过安装的旋转部件而施加。

弹性体改性的热塑性塑料，例如橡胶填充塑料，通常是从橡胶出发，通过乳液接枝聚合到橡胶基底上生产的。热塑性胶乳可以在本体法或溶液法中经济地生产。例如在乳液聚合中，生成了具有高橡胶含量(一般为50％(重量))的接枝聚合物，在经过后处理后，与基体聚合物混合。接枝胶乳的后处理通过下述步骤进行：沉淀、洗涤、机械和热干燥。

固相接枝胶乳的热干燥当然需要非常高的能量输入，考虑到干燥可能引起粉尘爆炸，该过程是在干燥器中在惰性条件下进行的。因而，本发明的目的之一是与上述方法相比能够大幅度降低能耗。

除了常用的粉末干燥随后与热塑性材料混合的组合方法外，先有技术中还描述了热塑性塑料的耐冲击性改性方法，它是基于在螺杆挤出机中，将仅部分机械脱水的橡胶胶乳直接混入热塑性聚合物中(参见例如D 2037784)。改性的挤出机法被描述在欧洲公开说明书EP 0534235 A1，EP 0665095 A1，EP 0735077 A1，EP 0735078A1，EP 0734825 A1和EP 0734826 A1中。

这些方法的一个特别的缺点是橡胶/热塑性塑料混合物在螺杆挤出机中由高达100s^-1的高剪切速率产生的高应力。

另一缺点是在最后所述的方法中包括多步程序，因为首先要除去水，然后要除去熔体混合物，然后进一步进行聚合物的残余脱气。

由于挤出机中的能量主要是以机械能的形式通过螺杆轴引入的，所以仅可以通过所加的热有限地控制能量输入，以避免聚合物中的热应力。

本发明的目的是提供直接加工的方法，它避免了包括粉末干燥方法固有的粉尘爆炸的危险，并且克服了螺杆挤出机加工中的各种缺点。

本发明提供一种生产弹性体改性的热塑性塑料的方法，将通过接枝聚合包裹热塑性材料的弹性体A(特别是橡胶)与被脱水至残留水份含量为1-50％(重量)、特别是5-50％(重量)、特别优选10-40％(重量)含水弹性体热塑性材料B(特别是从胶乳沉淀获得的接枝聚合物)混合，并且向其中混入熔体状态的热塑性材料B，其特征在于粘附在弹性体(特别是接枝聚合物)上的过程水的蒸发、弹性体的熔化、弹性体与热塑性材料B熔体的混料以及另外的有机挥发性成分C的进一步去除在一个加工室内同时进行。

第一步中的脱水优选以机械的方式进行，例如通过离心将水挤压出来。

特别是聚合物混合物的熔化、加热和蒸发所需的能量通过转轴的捏合作用机械地引入和通过捏合反应器的外壳表面热引入，加到混合物中的机械能和热能的比率优选4∶1至1∶6，特别优选2.5∶1至1∶4。

该过程优选在装有旋转部件的大容积、部分填充的捏合反应器中进行，其中每升加工空间的产出不超过5公斤/小时聚合物。混合物在加工空间中的停留时间优选为2-20分钟。

转轴的捏合作用特别不受其旋转速度的影响，而受对挤出机的填充程度的控制的影响。

在本发明方法又一优选的变体中，仅在一个压力阶段，特别是在10-2000hPa的压力阶段中除去粘附在弹性体上的水以及挥发性成分C。

聚合物的脱水具体是在捏合反应器中进行的，其中安装在捏合反应器中的捏合部件的混合和捏合作用在很大程度上与被混合材料的传递运动脱勾。

在一个优选的方法中，热塑性材料B与弹性体的混合比可以在1∶4至4∶1的范围内改变，而不用改变加工中所用的加工参数或设备构型。

在弹性体与热塑性材料B的混合中，还特别制备和加工额外的颜料和/或添加剂，从而能够在后者脱水之前将它们加入混合物中。

在一种方法变体中，优选在连接在加工室下游的混合器、特别是静态混合器中将颜料和/或添加剂加到聚合物混合物中。

实施本发明方法的适宜的捏合反应器是能够成功混合硬质塑料相的反应器，例如文献EP 0517068A1，EP 460466B1，EP 0528210A1或JP-A-63232828所公开的那些。优选使用EP 05 17068 A1说明书所述的双轴反应器。由于转轴所受的机械应力和所需的动力在某些情况下比这类设备的常规使用的高得多，可能必须加强市售设备的转轴，选择比常规规范更有力的驱动装置。