[发明专利]具有提高的熔体强度的热塑性配制物

说明书

本发明涉及一种具有热塑性基体和1‑40重量％高分子量丙烯酸系加工助剂的热塑性配制物，其具有大于100000g/mol的重均分子量。该配制物具有高熔体强度，但在常规熔融加工条件下仍然可加工。该配制物可用于熔融加工制品，包括挤出产品，如挤出片材、泡沫材料、共挤出型材、吹塑膜，以及其他典型地通过热加工操作形成的物品。

发明领域

本发明涉及一种具有热塑性基体和1-40重量％高分子量热塑性加工助剂的热塑性配制物，其具有大于100000g/mol的重均分子量。该配制物具有高熔体强度，但在常规熔融加工条件下仍然可加工。该配制物可用于熔体加工制品，包括挤出产品，如挤出片材、泡沫材料、共挤出型材、吹塑膜，以及其他典型地通过热加工操作形成的物品。

发明背景

热塑性塑料是高度可变的聚合物，它们易于熔融加工成许多不同形状，如型材、片材、棒材；模塑和吹塑成薄膜和物品；以及在许多其他热塑性基材上挤出或共挤出。

热塑性聚合物配制物的熔体强度是许多熔融加工操作成功的关键因素。对于泡沫材料，更高的熔体强度防止泡孔不受控膨胀，提供小而均匀的孔尺寸。更高的熔体强度还防止泡沫材料在冷却之前坍塌，并锁定在泡沫结构中。在其他熔融加工操作中，高熔体强度允许将热挤出固体或泡沫材料从定型或校准设备中拉过。当共挤出热塑性塑料时，高熔体强度为聚合物熔体提供整体性，从而形成没有间隙的连续材料。

增大聚合物配制物的熔体强度的一种途径是增加该聚合物的平均分子量。虽然该方法得到高熔体强度，但熔体黏度会迅速增加，以至于熔体太黏，无法在常规熔融加工设备中加工。还知道更高程度的长链支化和网络/交联结构的存在也能产生更高的熔体强度，这种长链支化和网络/交联结构可存在于分子量非常高的加工助剂中。长链支化可通过辐射或者通过改进聚合工艺来引入到聚合物中。

PVC工业上已经使用熔融加工助剂来增加PVC配制物的熔体强度，这些熔融加工助剂是高分子量相容聚合物(US 2009/0093560)。

在论文“Effect of High Molecular Weight Acrylic Copolymers on theViscoelastic Properties of Engineering Resins”(高分子量丙烯酸系共聚物对工程树脂黏弹性的影响)，Journal of Vinyl&Additive Technology(乙烯基与添加剂技术学报)，2006，第143-150页中，N.Mekhilef等测定了250万至490万道尔顿的丙烯酸系加工助剂对丙烯酸系和聚碳酸酯配制物的影响。本发明使用分子量高得多的丙烯酸系加工助剂，这允许更低的加工助剂用量。更低的加工助剂用量对用申请人的配制物制成的制品的机械性能如模量和硬度产生更少的影响。

需要一种高熔体强度热塑性配制物，其具有足够低的熔体黏度，从而能够在常规熔融加工条件下加工。

令人惊讶的是，现在发现可在热塑性基体中添加低含量的高分子量热塑性加工助剂，以显著增加热塑性配制物的熔体强度，而熔体黏度的增加微乎其微或没有增加——使得高熔体强度配制物能够在常规设备中，在常规条件下熔融加工。高分子量丙烯酸系加工助剂具有大于100000g/mol的分子量。加工助剂能够以低含量用于其中的热塑性配制物对用申请人的配制物制成的制品的机械性能如模量和硬度产生最小的影响。由于具有高多分散性的高分子量加工助剂的低用量和剪切稀化性质，常规加工条件下的黏度可受最小影响。

发明概述

本发明涉及一种高熔体强度热塑性配制物，其包含：

a)包含热塑性聚合物的热塑性基体；

b)1-40重量％的高分子量丙烯酸系加工助剂，

其中所述高分子量丙烯酸系加工助剂具有大于100000g/mol的分子量。

本发明进一步涉及一种高强度热塑性配制物，其中基体可任选为抗冲改性基体。