CN109844011B - 相容化的聚烯烃和聚苯醚和/或聚苯乙烯组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含聚烯烃、聚苯醚(PPO)和相容剂的组合物，由其制备的制品以及接枝或嵌段共聚物作为相容剂的用途。

Description

相容化的聚烯烃和聚苯醚和/或聚苯乙烯组合物
技术领域
本发明涉及包含聚烯烃、聚苯醚(PPO)和相容剂的组合物，由其制备 的制品和接枝或嵌段共聚物作为相容剂的用途。
背景技术
聚烯烃和PPO的组合物是理想的，因为它们潜在地允许通过选择单 个组分的类型和量来调节材料性质。然而公知的是，聚烯烃和PPO是不 可混合的。另外的不利之处在于，聚烯烃和PPO基本上不相互作用，从 而共混物通常产生具有差的物理性质的具有聚烯烃相和PPO相的两相体 系。另外，不相容的聚合物的聚合物共混物可能对加工条件非常敏感，从而以商业规模实施它们可能变得甚至更加困难。
因此，已经尝试通过添加相容剂来增加这样的共混物中的相之间的 相互作用。相容剂是与两个相都具有亲和性并且增强结合强度的材料。 因此可以获得具有改进的性质的材料。
鉴于对更好的材料性质的不断增长的需求，一直需要进一步开发具 有优化的形态和性质的另外的共混物，同时减少所使用的相容剂的量。
发明内容
因此本发明的目的在于提供包含聚烯烃和PPO和/或PS的组合物， 其允许调节和/或优化形态和性质，特别是机械性质，如冲击强度。
因此，本发明涉及包含聚烯烃、聚苯醚(PPO)和相容剂的组合物，其 中所述相容剂为包含聚烯烃部分、特别是聚烯烃嵌段，和聚苯乙烯部分、 特别是聚苯乙烯嵌段的嵌段或接枝共聚物，其中聚烯烃部分或嵌段的Mn为介于1至40kg/mol之间，和聚苯乙烯部分或嵌段的Mn为介于4至16 kg/mol之间，其中另外相容剂以组合物总量的介于2至20重量％之间的量存在。
因此，本发明人已发现，本文中的嵌段共聚物在聚烯烃和PPO和/ 或PS的共混物中起相容剂的作用并且另外观察到共混物的性质通过添 加相对少量的本文中定义的相容剂得以改进。这可以导致具有聚烯烃基 质的材料的改进的尺寸稳定性和/或改进的耐热性和/或改进的刚度和/或 改进的冲击强度。
通过本发明的应用满足了至少一些前述目的。
相容剂
聚合物嵌段可以为具有给定组成的嵌段共聚物或接枝聚合物的一部 分并且由于至少一种性质而不同于那种嵌段共聚物或接枝聚合物的另一 部分。嵌段可以优选例如为线型聚合物，特别是线型嵌段共聚物的片段， 接枝聚合物的骨架和/或接枝聚合物的接枝。
相容剂可以具有例如3,000至90,000g/mol，优选10,000至40,000 g/mol，进一步优选15000至30000g/mol的数均分子量(Mn)。
聚苯乙烯嵌段
根据本发明的组合物的相容剂中的PS嵌段可以具有介于4至16 kg/mol之间，进一步优选介于5至15kg/mol之间，进一步优选介于>5 至<15kg/mol之间的数均分子量(Mn)。
聚烯烃嵌段
根据本发明的组合物的相容剂中的聚烯烃嵌段可以为例如丙烯均聚 物或含有基于聚丙烯嵌段的重量计至少90重量％的丙烯的丙烯共聚物。 共聚单体可以为乙烯或C3-C8α-烯烃，优选乙烯。优选地，共聚单体的 量为至多7.5重量％，更优选至多2重量％。如果共聚单体的量过高，则 材料可能变得完全无定形，其出于机械性质的观点可能在某些应用中是 不理想的。
或者，根据本发明的组合物的相容剂中的聚烯烃嵌段可以为例如乙 烯均聚物或含有基于聚乙烯嵌段的重量计至少90重量％的乙烯的乙烯共 聚物。共聚单体可以为乙烯或C3-C8α-烯烃，优选例如丙烯、C6α-烯烃 或C8α-烯烃。表述例如C3-C8α-烯烃或C6α-烯烃，分别意指具有3至8个碳原子的α-烯烃或具有6个碳原子的α-烯烃。优选地，共聚单体的 量为至多7.5重量％，更优选至多2重量％。
聚烯烃嵌段可以例如为聚乙烯，特别是例如极低密度聚乙烯 (VLDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度 聚乙烯(HDPE)或聚丙烯(PP)，特别是聚丙烯均聚物，特别是全同立构聚 丙烯均聚物，和/或聚丙烯共聚物，特别是例如包含介于0.5至5重量％ 的乙烯和/或另一种α-烯烃的聚丙烯共聚物。
相容剂中的聚烯烃和/或聚丙烯嵌段可以具有介于1至20kg/mol之 间，优选介于1.5至15kg/mol之间，进一步优选介于2至12kg/mol之 间，进一步优选介于4至10kg/mol之间的数均分子量(Mn)。
嵌段共聚物的类型
根据本发明的嵌段共聚物优选具有AB或BAB类型，其中A表示聚 烯烃和B表示PS。
嵌段共聚物还可以为具有接枝在其上的n个PS分支的聚烯烃骨架的 ABn结构的接枝共聚物，n至少为1。对于接枝共聚物，可以将骨架认为 是聚烯烃嵌段。接枝可以代表其它聚合物嵌段。在本发明的意义上，接 枝共聚物因此可以为嵌段共聚物的类型。每1000个主链碳原子的接枝的 量可以为例如>0并且<10，优选<5，进一步优选<2或甚至进一步优选 <1。接枝的数量不能过高，因为否则的话聚烯烃骨架将不会充分地与组 合物中的聚烯烃相相互作用。
在其中嵌段共聚物含有两个或更多个B(即，PS)嵌段的实施方案中， 这些B嵌段在长度方面可以相同或不同，即可以具有相同或不同的分子 量，这取决于制造嵌段共聚物的方法的条件。
制造方法：嵌段共聚物
在一个实施方案中，可以例如通过三步法制造嵌段共聚物。
在第一步骤(A)中，使用催化剂体系使烯属单体，特别是乙烯或丙烯， 和任选的另一烯属共聚单体聚合，以获得在至少一个链端上含有主族金 属的第一聚烯烃嵌段；催化剂体系包含：
i)金属催化剂或金属催化剂前体，其包含来自IUPAC元素周期表第3-10族的金属；和
ii)至少一种类型的链转移剂；和
iii)任选的助催化剂；
因此在步骤(A)中，聚烯烃(在有或在没有共聚单体的情况下)可以借 助于配位链转移聚合(CCTP)在催化剂、助催化剂、至少一种类型的链转 移剂和任选的另外的链穿梭剂存在下制备。所使用的链转移剂和/或链穿 梭剂典型地例如为烃基铝、烃基硼和/或烃基锌物类。该方法导致用易于 与氧化剂如氧气反应的金属原子末端官能化的聚烯烃链。
在第二步骤(B)中，可以使在步骤(A)中获得的在至少一个链端上含有 主族金属的第一聚烯烃嵌段与至少一种类型的氧化剂和/或随后与至少 一种类型的金属取代剂反应，以获得含有至少一个官能化的链端的第一 聚烯烃嵌段。优选地，官能化的链端包含羟基或羧酸基团。
因此，在步骤(B)期间，可以将由步骤(A)获得的产物例如用氧气作为 氧化剂处理，任选地之后质子试剂，如酸化的醇作为金属取代剂处理， 以除去金属，提供羟基末端官能化的聚烯烃产物。
在第三步骤(C)中，将至少一个官能化的链端转变成自由基引发剂官 能团。例如可以通过与带有起自由基引发剂官能团作用的另外的卤素原 子的酰卤反应转变在步骤(B)之后获得的羟基官能团。
在第四步骤(D)中，在第一聚烯烃嵌段上形成第二聚合物嵌段，其中 可以通过原子转移自由基聚合(ATRP)，特别是例如通过电子转移 (ARGET)ATRP产生的活化剂，作为引发剂，将另外的卤素原子用于获 得嵌段或接枝共聚物。因此，在步骤(C)中，可以将步骤(C)的产物用作 大分子引发剂用于共聚物的形成。
或者，上文提及的第四步骤(D)还可以采用已进行或以其它方式获得 的聚烯烃(优选例如具有可以作为大分子引发剂使用的官能化的链端)来 进行，以获得第二聚合物嵌段。在这样的情况下，第一和/或第二和/或第 三步骤(A和/或B和/或C)可以是任选的。
聚烯烃
根据本发明的组合物中的聚烯烃可以优选为例如聚丙烯和/或聚乙 烯。
组合物中的聚丙烯可以为例如：
-一种或更多种丙烯均聚物，
-一种或更多种丙烯-α-烯烃无规共聚物，优选丙烯-乙烯或丙烯 -C4-C8α-烯烃无规共聚物，
-一种或更多种丙烯-α-烯烃嵌段共聚物，
-一种或更多种包含基质相和分散相的非均相聚丙烯共聚物，所述 基质相由丙烯均聚物和/或具有至多3重量％的乙烯和/或至少一种C4-C8α-烯烃的丙烯共聚物组成，所述重量％基于基质相，和所述分散相由乙 烯-C3-C8α-烯烃共聚物组成，
-两种或更多种前述聚丙烯的混合物。
全同立构聚丙烯由此可以是优选的。
如果聚丙烯为非均相共聚物，则优选的是基质相为丙烯均聚物和/或 具有至多3重量％的乙烯的丙烯-乙烯共聚物，并且另外分散相为具有 20-80重量％的丙烯和80-20重量％的乙烯的乙烯-丙烯共聚物，所述重 量％基于分散相计。
聚丙烯可以优选为丙烯均聚物或丙烯与乙烯或与C4-C8α-烯烃的无 规共聚物。无规共聚物由此含有例如基于共聚物计至多5重量％的所述 乙烯或α-烯烃。无规共聚物可以优选为丙烯-乙烯无规共聚物。
优选地，聚丙烯的熔体流动速率为0.1-100g/10min，根据ISO 1133 (2.16kg，230℃)测量。更优选地，熔体流动速率为5.0至60g/10min。
根据本发明的组合物中的聚乙烯可以为极低密度聚乙烯(VLDPE)、 线型低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯 (MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)。聚乙烯还可以为前述聚乙烯的至少两 种或更多种的混合物。例如，聚乙烯可以为LLDPE和LDPE的混合物 或其可以为两种不同类型的LDPE的混合物。
术语VLDPE、LDPE、LLDPE、MDPE和HDPE是本领域中已知 的。然而，极低密度聚乙烯可以意指具有例如介于850kg/m3至915kg/m3之间的密度的乙烯共聚物或聚乙烯。线型低密度聚乙烯和低密度聚乙烯 可以分别意指具有915至925kg/m3的密度的聚乙烯或乙烯共聚物。中密 度聚乙烯可以意指具有大于925kg/m3并且小于935kg/m3的密度的聚乙 烯。高密度聚乙烯可以意指具有935kg/m3以上，特别是例如介于935 kg/m3至980kg/m3之间的密度的聚乙烯。
优选地，聚乙烯的熔体流动速率可以为例如0.1-100g/10min，根据 ISO 1133(2.16kg，190℃)测量。
聚苯乙烯
聚苯乙烯可以具有例如介于1000至100000g/mol之间，优选介于 2000至800000g/mol之间的Mn。
聚苯乙烯可以具有例如介于1至10之间，优选介于1.5至8之间的 多分散性指数(PDI)。
聚苯乙烯可以具有例如介于2至15之间，优选介于5至10之间的 MFR(230℃/216kg)。
聚苯醚
聚苯醚(PPO)可以优选为聚(2,6-二甲基苯醚)。
聚苯醚可以具有例如介于5000至75000g/mol之间，优选介于10000 至50000g/mol之间的Mn。
聚苯醚可以具有例如介于1至7之间，优选介于2至5之间的多分 散性指数(PDI)。
聚苯醚可以具有例如介于0.1至0.9dL/g之间，优选介于0.2至0.6 dL/g之间的特性粘度。
组合物
根据本发明的组合物可以包含聚烯烃、聚苯醚(PPO)和相容剂，其中 所述相容剂为嵌段或接枝共聚物，其包含聚烯烃部分、特别是聚烯烃嵌 段，和聚苯乙烯部分、特别是聚苯乙烯嵌段，其中聚烯烃部分或嵌段的 Mn为介于1至40kg/mol之间，和聚苯乙烯部分或嵌段的Mn为介于1 至100kg/mol之间，其中另外相容剂以组合物的总量的介于2至20重 量％之间的量存在。
根据本发明的组合物可以另外任选地包含聚苯乙烯(PS)。
根据本发明的组合物中的聚烯烃的量可以基于聚烯烃、PPO和任选 的PS的总量计从5至95重量％变化。优选地，聚烯烃的量可以为例如 10至90重量％，优选20至80重量％或30至70重量％，或>50至95 重量％，或60至90重量％，或70至87重量％，或75至85重量％，基于聚烯烃、PPO和任选的PS的总量计。因此，PPO和任选的PS的 量可以从95至5重量％变化，基于聚烯烃、PPO和任选的PS的总量计。 优选地，PPO的量可以为90至10重量％，80至20重量％，或70-30 重量％，或<50至5重量％，或40至10重量％，或30至13重量％， 或25至15重量％，基于聚烯烃、PPO和任选的PS的总量计。
任选的PS的量可以为<50重量％，优选<30重量％，进一步优选< 15重量％，进一步优选<5重量％，基于聚烯烃、PPO和任选的PS的总 量计。根据本发明的组合物还可以不包含任何PS。
基于组合物的总量计以最高的量存在或形成连续相的组合物的组分 可以被认为形成组合物的基质。相对于基质以较低的量存在或属于不连 续相的组合物的组分可以被认为分散在基质中和/或在基质中的分散相。
可以优选选择聚烯烃与PPO的粘度的比例，例如从而改进相容化， 例如选择为介于1至10之间，优选介于1.2至7之间，优选1.5至5.5， 甚至更优选1.6至4。
在一个实施方案中，可以将根据本发明的相容剂与分散相预混合， 从而可以改进相容化。
在一个实施方案中，可以通过预混合相容剂与组合物的基质和/或一 个或更多个分散相，然后添加组合物的其它组分，获得根据本发明的组 合物。
制造组合物的方法可以包括例如以下步骤：
-通过熔融混合将要形成组合物中的基质的聚合物与相容剂而制备 母料，
-熔融混合如此获得的母料与将会形成组合物中的分散相的聚合 物，
或
-通过熔融混合将要形成组合物中的分散相的聚合物与相容剂而制 备母料，
-熔融混合如此获得的母料与将会形成组合物中的基质相的聚合 物。
优选地，相容剂的主要部分，甚至更优选基本上全部可以包含在母 料中，并且在导致形成组合物的最终熔融混合步骤期间添加次要部分的 相容剂，优选基本上不添加相容剂。
在制备母料的步骤期间，例如可以将相容剂的总量的80-100％添加 至母料并且可以在由母料和将要形成组合物中的基质或分散相的聚合物 制备组合物的步骤期间添加相容剂的总量的0-20％。
该方法可以归因于这样的事实，即相容剂可以甚至更有效，可以导 致组合物的甚至进一步优化的性质。
相容剂的量可以例如为2-20重量％，优选3-17重量％，特别是4-13 重量％，进一步优选5-12.5重量％，基于组合物的总量计。
可以将组合物的组分混合例如至少1分钟、至少2分钟、至少3分 钟、至少4分钟、至少5分钟、至少6分钟、至少8分钟、至少10分钟、 至少15分钟、至少20分钟而获得组合物。
在一个实施方案中，本发明涉及组合物，其包含
5-95重量％的聚烯烃，基于聚烯烃、PPO和任选的PS的总量计，
95-5重量％的PPO和任选的PS，基于聚烯烃、PPO和任选的PS 的总量计，
2-20重量％的相容剂，基于组合物的总量计，
其中聚烯烃具有1至20的熔体流动速率(ISO 1133，2.16kg，230℃) 和相容剂具有10000至100000g/mol，优选15000至30000g/mol的数均 分子量(Mn)。
组合物可以另外含有本领域常用的添加剂，例如染料、颜料、抗氧 化剂、紫外线稳定剂、红外吸收剂、阻燃剂、脱模剂等。可以例如以基 于组合物的重量计至多约5重量％的量包含这样的添加剂。
组合物还可以另外包含增强剂，例如滑石、玻璃纤维、玻璃薄片、 玻璃小片、有机纤维、碳纤维、纤维素纤维等。滑石和或玻璃纤维是优 选的。增强剂的量可以例如为1-20重量％，基于组合物的重量计。
技术人员将会理解根据本发明的组合物可以优选为热塑性组合物。
制品
本发明另外涉及包含本文中公开的组合物的制品。本发明另外涉及 由本文中公开的组合物制造的制品。通常，使用成型技术，如注塑成型、 挤出成型、吹塑成型和压缩成型将组合物转变成制品。因此，本发明还 涉及通过使根据本发明的组合物成型获得的制品。还可以借助型材或管 材挤出制造型材和管材。
在通过成型或挤出获得的制品中，相容剂的一个或多个PS嵌段的至 少一部分可以存在于PPO相中和/或与PPO相缠结，和/或相容剂的一个 或多个聚烯烃嵌段的至少一部分存在于聚烯烃相中和/或与聚烯烃相缠 结。
制品可以为汽车内部制品、汽车外部制品、家用电器、管道、膜、 片材、容器、水容器、输注袋。
用途
在另一方面，本发明涉及包含聚烯烃部分、特别是聚烯烃嵌段，和 聚苯乙烯部分、特别是聚苯乙烯嵌段的嵌段或接枝共聚物作为组合物中 的相容剂的用途，其中聚烯烃部分或嵌段的Mn为介于1至40kg/mol之 间和聚苯乙烯部分或嵌段的Mn为介于1至100kg/mol之间，所述组合 物为聚烯烃和PPO的共混物或聚烯烃和PPO和任选的PS的共混物。前 文对于组合物所述的细节和优选实施方案同样适用于根据本发明的用 途。
现在将基于以下非限制性实施例进一步解释本发明。
实施例
原料
除非另外指明，否则原样使用氯仿-d[CDCl3](VWR，99.8％D)，α- 溴异丁酸乙酯[EtBriBu](Sigma Aldrich，98％)，乙醇[EtOH](VWR，96％)，甲苯(VWR,100％)，4-二甲氨基吡啶[DMAP](Acros Organics， 99％)，溴代异丁酰溴[BriBuBr](Acros Organics，98％)，溴化铜(II) [Cu(II)Br2](Sigma Aldrich，99％)，四氢呋喃[THF](Biosolve，99.8+％)，甲醇[MeOH](Acros Organics，99+％)，二甲基甲酰胺[DMF](Sigma Aldrich，99.8+％)，乙基己酸锡(II)[Sn(EH)2](Sigma Aldrich，95％)， 三(2-吡啶基甲基)胺[TPMA](SigmaAldrich，98％)，苯甲醚(Acros Organics，99％)，二甲基乙酰胺[DMA](Acros Organics，99％)，三乙 胺[Et3N]，四氯乙烷[TCE](Acros Organics，99.5％)、次磷酸钠一水合物[SoHyp，NaH2PO2xH20]，羟基官能化的iPP[iPP-OH](SABIC，Mn＝2500 g/mol，Mn＝7700g/mol)；PP(PP525P)，PP(PP520P)，PS(PS153F)(PPO Noryl 640)，苯乙烯(Sigma Aldrich，98％)。为了合成OH官能化的PP， 将干燥的无氧PMH作为溶剂用于所有聚合，甲基铝氧烷(MAO，30重 量％于甲苯中的溶液)购自Chemtura，二乙基锌(DEZ，1.0M于己烷中 的溶液)，三异丁基铝(TiBA，1.0M于己烷中的溶液)购自Sigma Aldrich。 外消旋Me2Si(2-Me-4-Ph-Ind)2ZrCl2购自MCAT GmbH，Konstanz，德 国。
测量方法
聚苯乙烯均聚物的 1H NMR分析在25℃在氘代氯仿(CDCl3)中进行， 而iPP和共聚物的分析在80℃在氘代四氯乙烯(TCE-d2)中进行。在5mm 管中使用在300MHz的频率运行的NMR Bruker Biospin AG光谱仪记 录NMR光谱。以相对于四甲基硅烷的ppm报告并且参考残留溶剂的信 号测定化学位移。
聚苯乙烯均聚物的GPC1 (凝胶渗透色谱法)在40℃在配备有三个串 联连接的尺寸为7.8x300mm的Waters Styrangel HR 5，4，1柱，Waters 2414RI检测器和Waters1515Isocratic HPLC泵的Waters GPC System 上进行。将THF以1mL/min的流速用作洗脱液。相对于聚苯乙烯标样 (Sigma Sigma Aldrich)计算分子量。将Waters 2707自动进样器用于样品 注射。
聚烯烃和基于聚烯烃的共聚物的GPC2 测量在150℃在配备有自动 进样器和Integrated Detector IR4的围绕Agilent GC炉7890型构建的 Polymer Char
Figure BDA0002023887600000111
上进行。将1,2-二氯苯(oDCB)以1mL/min的流 速用作洗脱液。使用Calculations Software GPC
Figure BDA0002023887600000112
处理SEC数据。 相对于聚苯乙烯标样计算分子量。
采用配备有50kN负荷传感器(load cell)的Zwick BZ100/SN5A拉伸 测试机进行拉伸测试。在具有75mm×4mm×2mm的尺寸的注塑成型 的样品上进行测试。使用35mm的夹具对夹具(grip-to-grip)分离。恒定 的十字头速度为50mm/min。
使用Zwick/Roell HIT5.5P测试机根据ISO 180-2001测量悬臂梁冲击强度。没有缺口的注塑成型的样品条的尺寸为80mm x 10mm x 4 mm。对于样品而言，所报告的平均值来源于至少5个样本。在室温进行 测试。
通过差示扫描量热法(DSC)使用来自TA Instruments的DSC Q100 测量玻璃化转 变(Tg)和结晶(Tc)温度以及转变的焓。以10℃·min-1的加热 和冷却速率从-50℃至240℃进行测量。由第二加热和冷却曲线推导转 变。
SEM分析：采用冷冻破碎的样品的扫描电子显微镜SEM检查共混 物的形态。使用扫描电子显微镜PhenomTM采用80-100,000×的放大范围、 12×(ProX/Pro)的数字变焦进行分析。使用溅射涂布机用Au溅射涂布样 品。对于SEM分析使用注塑成型的部件。
合成羟基封端的聚丙烯(PP-OH)的典型程序：在不锈钢Büchi反应 器(300mL)中进行聚合反应。在聚合之前，将反应器在真空中在40℃干 燥并且用二氮(dinitrogen)吹扫。添加PMH(90mL)和MAO(30重量％ 于甲苯中的溶液)并且以50rpm搅拌20-30min。添加TiBA(1.0M于己 烷中的溶液)和DEZ(1.0M于己烷中的溶液)。将溶液用丙烯饱和并且搅 拌10min。在手套箱中将催化剂溶于甲苯(约3mL)中并且转移至反应器 中。然后将反应器用丙烯加压至期望的压力并且使压力保持恒定持续预 定的时间。在聚合结束时，停止丙烯进料并且在排空残留丙烯之后，通 过气体注入管注入合成空气并且将悬浮液在恒定合成空气压力(6巴)下 在60℃在强烈搅拌(600rpm)下保持2h，然后用300mL酸化的甲醇(2.5 体积％的浓HCl，37重量％)猝灭。然后将产生的白色粉末过滤，用甲醇 洗涤和在60℃在降低的压力下在真空烘箱中在60℃干燥24h。分析因 此获得的iPP-OH。
合成Br官能化的iPP的典型程序
在Br官能化的iPP的合成中，使用iPP-OH和α-溴代异丁酰溴。在 干燥的三颈圆底烧瓶中在氮气气氛下在100℃进行反应。iPP-OH/α-溴代 异丁酰溴/三乙胺(Et3N)/4-二甲氨基吡啶(DMAP)的摩尔比为 1/10/10/0.005。溶液的浓度为10重量％。
程序：将电磁搅拌器、DMAP(催化剂)和iPP-OH添加至烧瓶中， 然后穿过隔板添加干燥的甲苯(溶剂)和干燥的三乙胺(溴化物捕获)。将烧 瓶没入油浴中并且加热至110℃并且在结束时滴加α-溴代异丁酰溴。反 应进行5小时。将产物在甲醇中沉淀，过滤并且在降低的压力下干燥。 OH官能化的iPP和Br官能化的iPP的化学结构通过1H NMR光谱法来 确认。
合成PP-嵌-PS共聚物的典型程序
在PP-嵌-PS的合成中，使用OH官能化的iPP和苯乙烯。在Schlenk 烧瓶中在氮气气氛下在110℃进行反应。苯乙烯/iPP-Br/配体/Cu(Br)2的 摩尔比的实例为600/1/0.1/0.01。溶液的浓度为30重量％。作为还原剂， 使用干燥的2-乙基己酸锡(II)(Sn(EH)2)或次磷酸钠一水合物 (NaH2PO2xH2O)。
程序：向Schlenk烧瓶装入还原剂、iPP-Br、配体(三(2-吡啶基甲基) 胺(TPMA))、苯乙烯和苯甲醚。随后应用4个冷冻-泵抽-解冻循环以去除 氧气。然后将溴化铜(II)(Cu(Br)2)在氮气气氛下添加至冷冻的反应混合 物。将烧瓶关闭并且施加真空。随后恢复氮气气氛并且将冷冻的混合物 插入在110℃的油浴中，并且搅拌24小时。将合成的聚合物通过溶于甲 苯中、在乙醇中沉淀并且在降低的压力下在50℃干燥12小时而纯化。 通过1H NMR色谱法确认合成的共聚物的化学结构。通过高温GPC测 定分子量以及分子量分布。
表征嵌段共聚物的在产物中的iPP的摩尔和重量含量和PS嵌段链 长。基于1H NMR和GPC分析测定这些值。
表1.合成的PP-嵌-PS共聚物的概述。
Figure BDA0002023887600000131
反应进行24h
制备通过PP-嵌-PS相容化的聚丙烯/PPO的典型程序。
A.未相容化的PP/PPO共混物的制备：将PPO和聚丙烯进料至挤 出机室中。将聚合物共混物在微型配混机中在N2气氛下在290℃加工5 分钟。微型配混机配备有同向旋转的螺杆，具有3个温度区域的筒并且 在290℃进行氮气吹扫(3个设定在290℃的温度区域)，其中螺杆旋转速 率为100rpm。之后将混合物直接排空至微型注塑成型机，以制备用于 形态分析的样品(注塑温度：290℃，成型温度：50℃)。
B.制备通过PP-嵌-PS共聚物相容化的PP/PPO共混物：将聚(苯醚) 和PP-嵌-PS共聚物进料至挤出机室。将混合物在微型配混机中在N2气 氛下在290℃加工3分钟。微型配混机配备有同向旋转的螺杆，具有3 个温度区域(全部3个设定在290℃的温度区域)的筒并且在290℃进行 氮气吹扫，其中螺杆旋转速率为100rpm。之后将混合物排空、冷却和 造粒。随后将由PPO和PP-嵌-PS共聚物组成的产物与聚丙烯混合。将 聚合物共混物在290℃加工5分钟。之后将混合物直接排空至微型注塑 成型机，以制备用于形态分析的样品(注塑温度：290℃，成型温度：50℃)。
对于如表3中所示的共混物的每一种共混物，采用所示的PP/PPO 比例制备10克样品并且将所示的量(0.5g)的每种相容剂(comp.，C1，C2 或C3)添加到每个样品的顶部以得到10.5g每个相容化的共混物。
对于如表4中所示的共混物的每一种共混物，采用所示的PP/PPO 比例制备10克样品并且将所示的量(1g)的相容剂(comp.)C2添加到每个 样品的顶部以得到11g每个相容化的共混物。
对于如表5中所示的共混物的每一种共混物，采用所示的PP/PPO 比例制备10克样品并且将每种情况下所示的量(0.50g、0.75g、1.00g或 1.25g)的相容剂(comp.)C2添加到每个样品的顶部以得到每个相容化的 共混物。
使用表2中列出的PP-嵌-PS共聚物(C1、C2和C3，对应于表1中 的条目2、3和4)相容化的表3中列出的共混物的样品、以及表4和5中 列出的共混物的样品的分析显示了，与对应的非相容化的共混物相比改 进的相容化，特别是例如分散相的更小和/或更好的分散域和/或任选的在 两个不同聚合物相之间的增加的粘合性。
表2.用于制备PP/PPO共混物的PP-嵌-PS共聚物的化学组成。
Figure BDA0002023887600000141
表3.通过5重量％PP-嵌-PS共聚物相容化的PP/PPO共混物的静 态机械性质。
Figure BDA0002023887600000151
表4.具有10重量％的相容剂PP7700-嵌-PS10000(C2)的PP/PPO共混 物的静态机械性质。
Figure BDA0002023887600000152
n.m.：低于可测量阈值
表5.具有不同含量的相容剂PP7700-嵌-PS10000(C2)的80/20PP/PPO 共混物的静态机械性质。
Figure BDA0002023887600000161
采用配备有20kN负荷力传感器的Zwick Z020型拉伸测试机进行拉 伸测试以测定最大应力和断裂伸长率。对具有75mm×4mm×2mm的 尺寸的注塑成型的样品进行测试。使用50mm的夹具对夹具分离。将样 品预加应力至3N，然后以恒定的十字头速度50mm/min载荷。进行分 析以测定σ最大和ε断裂。
使用Zwick/Roell HIT5.5P测试机根据ISO 180-2001测量悬臂梁冲 击强度。没有缺口的注塑成型的样品条的尺寸为60mm×10mm×4 mm。对于每个样品而言，所报告的平均值来源于至少5个样本。在室温 (25℃)进行测试。
采用注塑成型的部件的冷冻破碎的样品的扫描电子显微镜SEM检 查共混物的形态。
基于分析可以再次看出，根据本发明的相容剂改进了两个不同的相 容化的相之间的粘合性。这导致相容化的共混物的更好的材料性质。
从上述表3中可以看出，杨氏模量可以随着聚苯乙烯部分的Mn从 5.2至10kg/mol增加时而增加，并且然后对于20.8kg/mol的聚苯乙烯部 分的Mn可以保持类似或再次稍微降低。
实施例因此显示了，当聚苯乙烯部分的Mn为介于4至16kg/mol 之间，特别是介于5至15kg/mol之间时，尤其是当相容剂的量为介于2 至20重量％之间，特别是3至17重量％时，特别改进了杨氏模量。
表6.用于共混物制备的原料。
Figure BDA0002023887600000171
将上文列出的SABIC原料(表6)用于制备表3、4、5中列出的共混 物。所述原料从SABIC是商业上可得的。

Claims (13)

1.组合物，其包含聚烯烃、聚苯醚(PPO)和任选的聚苯乙烯(PS)以及相容剂，其中所述相容剂为包含聚烯烃部分和聚苯乙烯部分的嵌段或接枝共聚物，其中聚烯烃部分的Mn为介于1至40kg/mol之间和聚苯乙烯部分的Mn为介于4至16kg/mol之间，其中另外所述相容剂以所述组合物的总量的介于2至20重量％之间的量存在，其中所述相容剂的聚烯烃部分为丙烯均聚物嵌段或含有基于丙烯共聚物嵌段的重量计至少90重量％的丙烯的丙烯共聚物嵌段，其中所述丙烯共聚物嵌段衍生自丙烯和选自乙烯或C4-C8α-烯烃的共聚单体，其中所述聚烯烃的量为50至95重量％且所述聚苯醚和所述任选的聚苯乙烯的量为50至5重量％，各个均基于所述聚烯烃、所述聚苯醚和所述任选的聚苯乙烯的总量计。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中聚烯烃的量为基于聚烯烃、PPO和任选的PS的总量计60至90重量％。
3.根据权利要求1-2任一项所述的组合物，其中相容剂的量为3-17重量％，基于所述组合物的总量计。
4.根据权利要求1-2任一项所述的组合物，其中聚烯烃为：
-一种或更多种丙烯均聚物，
-一种或更多种丙烯-α-烯烃无规共聚物，
-一种或更多种丙烯-α-烯烃嵌段共聚物，
-一种或更多种包含基质相和分散相的非均相聚丙烯共聚物，所述基质相由丙烯均聚物和/或具有至多3重量％的乙烯和/或至少一种C4-C8α-烯烃的丙烯共聚物组成，所述重量％基于所述基质相，和所述分散相由乙烯-C3-C8α-烯烃共聚物组成，
-任意前述聚丙烯的混合物。
5.根据权利要求1-2任一项所述的组合物，其中聚烯烃为极低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或任意前述聚乙烯的混合物。
6.根据权利要求1-2任一项所述的组合物，其中所述相容剂具有5,000至90,000g/mol的数均分子量(Mn)。
7.根据权利要求1-2任一项所述的组合物，其中所述相容剂的聚烯烃部分具有介于1至20kg/mol之间的数均分子量(Mn)。
8.根据权利要求1-2任一项所述的组合物，其中所述相容剂的聚苯乙烯部分具有介于5至15kg/mol之间的数均分子量(Mn)。
9.根据权利要求1所述的组合物，其中PPO和任选的PS的量为基于聚烯烃、PPO和任选的PS的总量计40至10重量％。
10.制品，其包含根据权利要求1-9任一项所述的组合物。
11.根据权利要求10所述的制品，所述制品选自汽车部件，电子器件，电插头或触点的部件，电池组壳或电池组的部件，家用电器的部件。
12.根据权利要求11所述的制品，所述汽车部件用于发动机罩下的应用。
13.嵌段或接枝共聚物作为组合物中的相容剂的用途，所述嵌段或接枝共聚物包含聚烯烃部分和聚苯乙烯部分，其中聚烯烃部分的Mn为介于1至40kg/mol之间和聚苯乙烯部分的Mn为介于4至16kg/mol之间，所述组合物为聚烯烃和PPO的共混物或聚烯烃和PPO以及任选的PS的共混物，
其中所述相容剂以所述组合物的总量的介于2至20重量％之间的量存在，
其中所述相容剂的聚烯烃部分为丙烯均聚物嵌段或含有基于丙烯共聚物嵌段的重量计至少90重量％的丙烯的丙烯共聚物嵌段，其中所述丙烯共聚物嵌段衍生自丙烯和选自乙烯或C4-C8α-烯烃的共聚单体，和
其中所述聚烯烃的量为50至95重量％且所述聚苯醚和任选的聚苯乙烯的量为50至5重量％，各个均基于所述聚烯烃、所述聚苯醚和所述任选的聚苯乙烯的总量计。
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