[其他]聚氯乙烯氯化聚烯烃、聚烯烃和聚烯烃接枝共聚物用机械方法相容的多相共混物及其用纤维增强的刚性复合材料

说明书

本发明来源于希望制备一种加有某种廉价易得聚合物的聚氯乙烯（PVC）共混物;更具体地说，要制备一种加有某种聚烯烃（PO）的PVC共混物，这种共混物会经纤维增强而获益，而生成的复合材料充份提高了共混物单个组份增强聚合物原有的好性能，尽量减轻了它们自身的缺点。为了这个目的，一般的途径是配制出一种性能比其每个组份特别优良的多组份复合高聚物，然后，用尺寸合适的玻璃纤维增强这种优质的共混物，从而制成一种性能优良的复合材料。由于人所共知，PVC和PO是不相容的，因此，必须提供一种会提高PVC和PO两者性能的合适相容剂。

已经知道有好几种办法可以制造正常情况下不相容的聚合物的共混物，其中有接枝法和使用相容剂的方法。合适的相容剂的作用被认为是可用来制造出一种热力学上相容的共混物，这一点由共混物只具有单一的玻璃化温度（Tg）而得到证实。不久以前，美国专利4，590，241（发明人Hohlfeld）揭示的办法是采用共混一种含有复合活性基团的相容剂的混合物来制得混溶的共混物。这些相容剂一般单独是不相容的。上述专利强调的是在于获得聚合物组分的相容性或混溶性的概念，为的是得到切口冲击强度和其它物理性能更好的复合高聚物，这种高聚物然后能用常规方法增强，如果需要那样做的话。

尤其就共混物的热变形温度（HDT）而论，HDT被认为是同共混物各个组份的HDT成比例的，不过，当共混物的相容性变差时，这样一种近似方法的精确性便不断下降。往共混物中添加某种橡胶状组分可以使我们预料共混物的性能，虽然多带有臆测性。本发明的未增强复合高聚物的HDT是很有意思的，因为它的HDT比共混物里相对于别的组份来说的主组份PVC的还要低，这种共混物除非它具有特别好的加工性能和耐溶剂性，不会引起人们有多大兴趣。更有意思的是发现将这种共混物用无机纤维，特别是玻璃纤维增强后，其HDT有所改善，在玻璃纤维增强的（GFR）PVC中这种现象不能用因玻璃纤维提高了HDT的知识作出解释。

本发明的共混物有若干种不同的相。第一种相是聚烯烃（PO）同接枝聚烯烃（PO-G）的热力学上相容的共混物，由于其组份是结晶性的，共混物形成仅一个Tg的单相。第二种相主要由无定形的PVC所组成;这里“无定形”指的是大约10%结晶度，或低于此值的PVC。第三种相基本上是由无定形氯化聚乙烯（α-CPE）和结晶的CPE（c-CPE）的混合物所组成，也可以含有某种抗冲击改性剂如乙烯-丙烯-二烯烃单体的三元共聚物（EPDM）。第二和第三种相用机械方法是可以相容的，并显示出两个Tg。当第一相的烯烃聚合物（PO/PO-G）同PVC和CPE相共混时（也可以加入EPDM），共混物各组份的活性熔体的合金化还不足以使它产生混溶性以及化学相容性。这里，“化学相容性”指的是一种有化学作用的共混物，最好是组份之间有化学偶合反应。这种共混物可以显示出仅一个Tg或多于一个Tg。例如，同活性高聚物相混溶的共混物产生化学上相溶的共混物。另一个例子是如美国专利4，386，187谈到的聚烯烃和聚苯乙烯与一种苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物的共混物。

曾经希望在本发明的共混物里，接枝聚烯烃（PO-G）由于接支链同PVC链上的活性位置反应，会使它具有化学相容性。正如下面所示，这种接枝链还不足以使共混物具有化学相容性。本发明的两相共混物仅有力学上的相容性。由于化学相容性，即便不混溶，它一般也是得到理想的共混物的基本先决条件，本发明的共混物本来早就会被人们所忽视，只是在规定的范围里，当PVC相对其它成分是主组份时，这种力学上的相容性意外地足以使共混物具有很大的刚性;还加上优良的耐溶剂性和加工性能，以及良好的低温冲击强度。

当这种共混物用无机纤维增强时，得到的无机纤维增强制品（IFR）同GFR    PVC的制品相比，具有出乎意外高的HDT和优良的物理性能。术语“相容性”在用于本发明的复合高聚物时，是指在拉伸下能足以避免严重相分离的力学上的相容性，而术语“混溶性”则是指表现出一种单相的热力学相容性。通过考察一种试验的结果，可以把力学上的和化学上的相容性区分开来，这种试验也称之为“溶剂提取”试验，它是用溶剂洗掉共混物里的可溶性成份，后面将加以说明。