[发明专利]制备含有聚乙烯基芳环和乙丙三元橡胶的聚合物组合物的方法

说明书

本发明涉及制备含有聚乙烯基芳环和EPDM橡胶的聚合物组合物的方法，并涉及由该方法得到的聚合物组合物。本申请全文中的乙烯基芳环是指至少连有一个乙烯基的芳族化合物。EPDM橡胶是用乙烯、丙烯和第三个可共聚单体-多环二烯制得的橡胶。

更具体地说，本发明涉及制备含有聚乙烯基芳环和EPDM橡胶的聚合物组合物的两段法，该组合物显示出精细的稳定的互穿网络微观结构和与之相关的吸引人的物理特性。

从英国专利申请第2,074,174号和美国专利第4,469,847号可知用于制备耐冲击和耐自然气候的苯乙烯聚合物组合物的两段聚合方法，这两种方法均包括EPDM橡胶在苯乙烯单体中的溶液的本体聚合，也可以有共轭的二烯-苯乙烯嵌段共聚物参予以得到预聚物，然后将本体预聚物悬浮在水中，所得的物料进行悬浮聚合直至单体完全转化。这两种方法的共同之处在于在第一步预聚合期间已经发生了换相，即当聚苯乙烯相的体积与橡胶相的体积大约相等时，原来由聚苯乙烯溶液代表分散相的聚合体系已经转变成橡胶溶液作为分散相的体系。这意味着第二步水相悬浮聚合常常是在上面所说的换相发生之后进行的。

在这些常规方法的第一步本体聚合中发生换相可从资料中推断出来，例如，英国专利申请中第1页，63和64行，第2页，1至4行和美国专利中第4栏，22至24行。

可以理解，用上述常规方法制得的聚合物组合物呈显为分散橡胶相，该相所含粗颗粒使得到的共混物不能被发泡。

然而，对具有现代高质量包装泡沫材料所需物理特性的含有聚乙烯基芳环的组合物的需求仍在不断增长。因此，本发明的目的是提供所需要的这种含有聚乙烯基芳环的高质量的包装用泡沫材料。

现已发现，为了得到所说的高质量泡沫体，即显示出改进的塑性，在泡沫壁韧性破裂之前使泡沫能发生塑性变形而不发生脆性断裂，并使泡沫成为具有显著改进的耐冲击性的高质量泡沫，橡胶相的分布和尺寸必须使橡胶能与泡沫腔壁均匀地结合。

经过广泛的研究和实验，现已惊人地发现，所需要的这种高质量包装泡沫材料可有用下述方法得到：

(a)将至少一种EPDM橡胶溶于至少一种乙烯基芳环单体中，该橡胶相对于最终的组合物的比例为8％(重量)至20％(重量)，从9％(重量)至18％(重量)较好，也可以在橡胶中混合有线性(加氢)共轭二烯-乙烯基芳环嵌段共聚物，所述的嵌段共聚物的数均分子量为10,000至1,000,000；

(b)使所得的溶液预聚合至单体转化率为0.01％至25％；

(c)将预聚合的物料悬浮于水相介质中，该介质含有至少一种悬浮剂；和

(d)进行悬浮聚合直至单体基本上完全转化，这一步也可以有发泡剂存在。

适用的EPDM橡胶的密度从0.85克/立方厘米至0.95克/立方厘米，门尼粘度(ML(1-4)125℃)为30至80，多环二烯含量为2％(重量)至10％(重量)，从4％(重量)至8％(重量)较好。

本说明书全文中使用的多环二烯一词是指二环戊二烯、降冰片烯和降冰片烯衍生物，如亚乙基降冰片烯，它们都是EPDM橡胶常用的共聚单体。

适用于本方法的较好的EPDM橡胶其多环二烯含量较高(亚乙基降冰片烯较好)，如含量从4％(重量)至8％(重量)。较好的EPDM橡胶是类似于或商品名为Keltan312,Keltan514(商标，exDSM)的橡胶，更好的是(类似于)Keltan514(多环二烯含量接近8％(重量))的橡胶。在不十分重要的应用中，乙丙橡胶如Keltan740或相似级别的橡胶也可代替EPDM橡胶或与EPDM橡胶结合使用。

适用于本发明方法的乙烯基芳环单体是本领域中熟知的，可选自下列任一种单体：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、二甲基苯乙烯、和苯乙烯的衍生物如乙烯基甲苯。较好的乙烯基芳环是苯乙烯，也可以与少量任何其它的乙烯基芳环混合。

在步骤(a)中可以选择加入聚合物组合物中的合适的线性嵌段共聚物含有聚合物嵌段A和嵌段B，其中嵌段A来自一种实际上纯乙烯基芳环、或可共聚乙烯基芳环的混合物、或来自所述的一种或多种乙烯基芳环与不同结构的共聚单体(更好的是共轭二烯共聚单体)的混合物，其中共聚单体的量较少，即通常最多为20％(重量)，其中嵌段B分别来自一种实际上纯的共轭二烯或可共聚的共轭二烯的混合物，也可以来自所述的一种或多种共轭二烯与不同结构的可共聚单体的混合物(乙烯基取代的芳香族单体更好)。