[发明专利]工程塑料合金相容改性核/壳聚合物

说明书

[技术领域]

本发明涉及核/壳聚合物相容剂，具体涉及一种工程塑料合金相容改性核/壳聚合物。

[背景技术]

在制备工程塑料过程中，通常会将两种或多种聚合物进行共混来达到所需的性能要求，从而可以得到许多具有独特性能的塑料合金。例如通过将聚酰胺（如PA）和聚碳酸酯（PC）或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）共混后的工程塑料合金可以达到极好的耐化学性和耐磨性、良好的氧阻隔性能、良好的电性能以及优异的机械强度。但由于不同聚合物的自身的化学性质导致的相容性问题往往会带了一些不可预料的加工及最终产品的性能及表观的缺陷，如：光泽不均一、抗冲击性能变差、力学承压能力不均匀等。

这些加工和性能上的缺陷可以通过向共混物组分中加入具有相似化学结构的接枝共聚物或嵌段共聚物来进行改善，从而可以改进分散的质量，使得不同种类的聚合物在共混和挤出及成型工艺的时候保持系统的均一性。这些共聚物添加剂(一般被称作相容剂)，通常作为第三种组分加入共混物中。

已报道的应用α，β-不饱和羧酸及酸酐在聚丙烯主链上的接枝共聚物通常被用作聚丙烯/聚酰胺共混物用的相容剂。还成功地使用过羧酸及其共聚物、或者马来酸酐官能化的苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯共聚物。例如，US5,290,856公开了聚酰胺、聚苯醚或者聚酯树脂与聚烯烃接枝共聚物(例如接枝有苯乙烯聚合物和缩水甘油基部分的聚丙烯)的共混物。US6,319,976公开了聚酰胺树脂、宽分子量分布的丙烯聚合物材料和一种接枝共聚物的共混物，所述接枝共聚物包括丙烯聚合物材料主链，其上接枝聚合有选自以下的单体：(i)至少一种乙烯基芳族化合物和一种不饱和羧酸和(ii)至少一种乙烯基芳族化合物和不饱和羧酸的酸酐。CN1753942公开了一种工程热塑性聚合物和烯烃聚合物材料的相容性共混组合物，它包含：(A)包含羧酸基团或其衍生物的氧化烯烃聚合物材料、或其离聚物，(B)工程热塑性塑料，以及任选的(C)非氧化烯烃聚合物材料。

然而，在共混物引入各种相容剂后往往会带来一些没有预料到的困难，除加工性能的不均一性外。加入相容剂后通常会导致抗冲增韧的效果变差，这可能是由于相容剂的引入降低了共混物之间的作用，形成的相容剂的连接桥导致了最终材料的性能下降。通过额外的添加抗冲增韧剂可以对其进行一定的改善，但这无形中增加体系的复杂性和不可预见性，而且还需考虑到抗冲赠韧剂与共混物的相容性，往往会重新引入抗冲增韧基与共混塑料合金的性容性问题，使得产品的透明度和均一大幅度下降。

若使用一种单一的相容性添加剂，该相容剂能供提供共混物良好的加工性能，同时又能提供很好的抗冲和增韧作用在各种共混工程塑料合金中是一直需要的。

[发明内容]

本发明提供的是一种核/壳结构的聚合物，其中包括:(i)核层含有第一种烯属不饱和化合聚合物，聚合物的玻璃化转变温度(Tg)在－65至－15℃;(ii)壳层含有一种由0.5–50%(基于壳层聚合物重量)的包含环氧基团的烯属不饱和化合物单体和1–30%(基于壳层聚合物重量)的包含羟基的烯属不饱和化合物单体，5-40%(基于壳层聚合物重量)的芳基乙烯基单体，及20-98.5%其它烯属不饱和化合物单体组成的聚合物，壳层的聚合物的玻璃化转变温度大于80℃。

这种聚合物的核/壳结构可以提供良好的不同种类的工程塑料的共混相容性，还能够提供优良的抗冲增韧作用。能够与共混的工程塑料聚合物形成比较强的相互作用，促进之间的相容性。此种聚合物可以提高抗冲作用的同时不影响最终共混工程塑料合金的强度和耐磨性。

所述的核/壳结构的聚合物可以通过已知的自由基聚合的方式获得，优选水性体系的自由基聚合方式，例如：乳液聚合，分散聚合和悬浮聚合。美国专利US5356968和US5264530公开了合适的制备过程。包括乳液聚合、分散聚合和悬浮聚合在内的适合的聚合物工艺可以通过间歇式、半连续或连续过程进行。含水乳液聚合反应是制备所述核/壳结构的聚合物优选工艺。含水乳液聚合物反应的适宜温度范围为从20℃到小于100℃，优选范围从20℃到90℃。所述聚合过程普遍采用不同的合成辅助剂例如热解或氧化还原引发剂、链转移剂、催化剂、表面活性剂、高分子量聚合物、分散剂、盐、缓冲剂、酸、或碱。优选在聚合过程中使用的有机溶剂达到最小化。所制备的聚合物分散体可以进行直接喷雾干燥成粉状，或者通过加入沉降剂过滤分离干燥。