[发明专利]亚乙烯基取代的芳香族单体和环状(甲基)丙烯酸酯聚合物

说明书

包含至少一种共聚物的组合物，所述至少一种共聚物包含：a)20至90重量％的一种或多种亚乙烯基取代的芳香族化合物；b)10至80重量％的一种或多种环状(甲基)丙烯酸酯；c)0至40重量％的一种或多种不饱和腈；以及d)0至60重量％的(甲基)丙烯酸烷酯；其中基于所述共聚物的重量并且所述共聚物具有120,000克/摩尔或更大的重量平均分子量以及100℃或更高的玻璃转变温度。公开了由所述组合物制备的物品，所述物品可按任何已知的方式制造。所公开的共聚物、组合物和物品含有水平降低的一种或多种游离/残余/未反应单体，如不饱和腈；可为透明或不透明的；或具有5重量％或更大的生物基单体含量。

技术领域

本公开涉及含有亚乙烯基取代的芳香族单体和环状(甲基)丙烯酸酯的聚合物以及用于制备此类聚合物的工艺。

背景技术

由亚乙烯基取代的芳香族单体(如苯乙烯)制备的聚合物用于许多聚合系统中，包括发泡体、包装(食品包装)、医疗、电子、光学、电器和汽车应用。在某些应用中，亚乙烯基取代的芳香族单体的均聚物的玻璃转变温度低于应用所需要的。开发了亚乙烯基取代的芳香族单体与丙烯腈的共聚物以增加基于亚乙烯基取代的芳香族单体的聚合物，通常称作苯乙烯-丙烯腈(SAN)的玻璃转变温度和使用温度。亚乙烯基取代的芳香族单体的聚合物不展现大冲击特性，并且已经开发了含有亚乙烯基取代的芳香族单体的改性聚合物以改善抗冲击性。此类改性聚合物可含有基于丁二烯的橡胶，例如经聚丁二烯橡胶改性的苯乙烯与丙烯腈的共聚物，通常称作丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。另一类聚合物包含经冲击改性剂改性的聚苯乙烯，常常称作高冲击聚苯乙烯(HIPS)。在含有亚乙烯基取代的芳香族单体的聚合物的许多应用中，需要透明度或不透明度。

在聚合物商业中需要增加来源于生物基原料的单体的含量。关注问题在于，使用者不愿意在用生物基单体替代非生物基单体下使聚合物的特性折衷。尝试替代含有亚乙烯基取代的芳香族单体的聚合物中的非生物基单体的实例在以下文献中公开：WO 2016-188839以及Zhang等″Preparation of Poly(styrene-co-isobornyl methacrylate)BeadsHaving Controlled Glass Transition Temperature by Suspension Polymerization〞Journal Applied Polymer Science 2013，第113-120页DOI：10.1002/APP.38710，2012年11月3日在线公布。如果在由亚乙烯基取代的芳香族单体制备的聚合物中存在某些未反应单体，那么未反应单体可使聚合物塑化并且使聚合物和由其制备的物品的特性降级，所述特性如玻璃转变温度、冲击特性和刚度特性等。

因此，需要含有亚乙烯基取代的芳香族单体的聚合物，所述聚合物含有含量增加的生物基单体，同时维持聚合物的极佳特性，包括透明度、高玻璃转变温度、冲击特性、刚度特性等。需要在展现高玻璃转变温度的基于亚乙烯基取代的芳香族单体的聚合物中减少丙烯腈的量或替代丙烯腈。需要在此类聚合物或由此类聚合物制备的物品中降低未反应单体的水平。

发明内容

本文公开了包含至少一种共聚物的组合物，所述至少一种共聚物包含：a)约20至约90重量％的一种或多种亚乙烯基取代的芳香族化合物；b)约10至约80重量％的一种或多种环状(甲基)丙烯酸酯；c)约0至约40重量％的一种或多种不饱和腈；以及d)约0至60重量％的(甲基)丙烯酸烷酯；其中单体重量是基于共聚物的重量并且共聚物具有约120,000克/摩尔或更大的重量平均分子量以及约100℃或更高的玻璃转变温度。共聚物含有所叙述的化合物的残基。环状(甲基)丙烯酸酯可包含一个或多个环状或多环状基团。基于共聚物的重量，共聚物的残余环状(甲基)丙烯酸酯含量可为约1重量％或更小。共聚物可展现约85％或更大的透明度。共聚物可含有约10重量％或更大的生物基含量。环状(甲基)丙烯酸酯的环状或多环状基团可为脂肪族。环状(甲基)丙烯酸酯可包含(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸金刚烷酯、(甲基)丙烯酸降冰片酯和(甲基)丙烯酸异冰片酯中的一者或多者。