CN117295790A - 聚乙烯醇缩丁醛、苯乙烯嵌段共聚物和增容剂的聚合物共混物 - Google Patents

聚乙烯醇缩丁醛、苯乙烯嵌段共聚物和增容剂的聚合物共混物 Download PDF

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Abstract

本公开的实施方式涉及聚合物共混物，其包含：20重量％至45重量％的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，其中，该PVB包括原始PVB、回收PVB或其组合；1重量％至35重量％的苯乙烯嵌段共聚物(SBC)；和5重量％至40重量％的增容剂，该增容剂包括极性共聚物。

Description

聚乙烯醇缩丁醛、苯乙烯嵌段共聚物和增容剂的聚合物共 混物
要求优先权
本申请要求2021年5月14提交的代理人案卷号为1202103的美国临时专利申请系列号63/188,566的优先权权益，该文通过引用全文纳入本文。
技术领域
本公开的实施方式一般涉及聚合物共混物，并且具体涉及具有改进的相容性和保持或降低的硬度的聚乙烯醇缩丁醛、苯乙烯嵌段共聚物和增容剂的聚合物共混物。
背景技术
聚乙烯醇缩丁醛(PVB)广泛用于粘合剂和涂料应用，例如汽车挡风玻璃和太阳能电池板。在过去的二十年里，人们开发出了从废旧汽车挡风玻璃和太阳能电池板中回收PVB的技术。这些回收的PVB可用作消费后回收(PCR)原材料的来源。将PVB与苯乙烯嵌段共聚物(SBC)混合可以生产热塑性弹性体(TPE)。由于相对较低的成本、柔软、具有弹性体表面触感和可加工性，此类TPE可用于当前的许多SBC应用，例如消费品的软握把。然而，SBC和PVB的简单共混物可能不相容，特别是当PVB的量增加时(例如，大于或等于聚合物共混物的20重量％)。
因此，需要具有改进的相容性同时提供保持或降低的硬度的PVB和SBC的聚合物共混物。
发明内容
本公开的实施方式涉及PVB、SBC和增容剂的聚合物共混物，其具有增加的相容性，如断裂拉伸伸长率的改善所证明，并且表现出保持或降低的硬度。
根据一个实施方式，提供了一种聚合物共混物。该聚合物共混物包含20重量％(wt％)至45重量％的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、1重量％至35重量％的苯乙烯嵌段共聚物(SBC)和5重量％至40重量％的增容剂，其中该PVB包含原始PVB、回收PVB或其组合，该增容剂包含极性共聚物。
本文所述的实施方式的其他特征和优点将在下文的详细描述中给出，对本领域的技术人员而言，可以通过这些描述容易地理解，或者通过实施包括以下具体实施方式、权利要求书在内的本文所述的实施方式而认识到其中的部分特征和优点。
具体实施方式
现在将详细参考聚合物共混物的各种实施方式，特别是包含20重量％(wt％)至45重量％聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、1重量％至35重量％苯乙烯嵌段共聚物(SBC)和5重量％至40重量％增容剂的聚合物共混物。PVB包括原始PVB、回收PVB或其组合。增容剂包括极性共聚物。
本公开不应被理解为仅限于本文所阐述的实施方式。更确切来说，提供这些实施方式是为了使本公开透彻且完整，并向本领域的技术人员充分传达主题。
定义
除非另有定义，本文中所使用的所有技术和科学术语的含义与本领域普通技术人员通常所理解的相同。本公开所用的术语仅仅用于描述特定实施方式，而不意味着是限制性的。
本文中，范围可以表示为从“约”一个特定值和/或至“约”另一个特定值。当表述这样的范围时，另一个实施方式包括从所述一个具体值和/或至所述另一具体值。类似地，当通过使用前置词“约”将数值表达为近似值时，可以理解为该特定值构成了另一个实施方式。还应理解，每个范围的端点在与另一个端点有关以及与另一个端点无关时都是重要的。
除非另有明确说明，否则本文所述的任何方法不应被理解为要求以特定顺序执行其步骤，也不应要求任何设备具有特定的取向。因此，如果方法权利要求没有实际叙述其步骤要遵循的顺序，或者任何设备权利要求没有实际叙述各组件的顺序或取向，或者权利要求书或说明书中没有以其他方式明确说明步骤应限于特定顺序，或者没有叙述设备组件的特定顺序或取向，那么在任何方面都不应推断顺序或取向。这适用于任何可能的非明确的表述依据，包括：涉及步骤安排、操作流程、组件顺序或组件取向的逻辑问题；由语法组织或标点符号派生的简明含义以及说明书中描述的实施方式的数量或类型。
在本说明书和所附权利要求书中，除非上下文中有另外的明确指出，单数形式“一个”、“一种”和“该/所述”也包括复数形式。因此，例如，除非上下文中有另外的明确指出，提及“一个”组件包括具有两个或更多个此类组件的方面。
当使用术语“0重量％”来描述聚合物共混物中的某一特定组分的重量和/或描述其不存在于聚合物共混物中时，意味着该组分没有被有意添加到聚合物共混物中。然而，该聚合物共混物可能含有作为污染物或杂物的痕量的该组分，其含量低于0.05重量％。
除非另有说明，本文所述的术语“重量％”是指基于聚合物共混物重量的重量％。
如本文所用，术语“共混物”是指由纯聚合物和至少一种其它成分(包括但不限于一种或多种添加剂，一种或多种其它聚合物或它们的组合)进行熔融混合或配混而成的组合物或混合物。
如本文所述，术语“原始PVB”是指来自除回收来源之外的来源的PVB。
如本文所述，术语“回收PVB”是指来自回收来源的PVB。
如本文所述，术语“纯PVB”是指存在于回收PVB中的PVB。
本文所述的术语“嵌段”是指大分子的一部分，其包括许多组成单元并且具有至少一个不存在于相邻部分中的特征。
如本文所述，术语“极性共聚物”是指具有电荷(例如正电荷或负电荷)的共聚物。
本文所述的术语“动态粘度”是指根据Hoeppler，DIN 53015在20℃下测量的一层流体在另一层上运动的阻力。
本文所述的术语“熔点”是指根据ASTM D3418通过差示扫描量热法(DSC)测量的从固态变为液态时的温度。
本文所述的术语“肖氏A硬度”是指根据ASTM D2240测量的材料的硬度。
本文所述的术语“肖氏D硬度”是指根据ASTM D2240测量的材料的硬度。
本文所述的术语“比重”是指根据ASTM D792测量的材料密度与水密度的比率。
本文所述的术语“密度”是指根据ASTM D1505测量的物质的单位体积质量。
本文所述的术语“断裂拉伸伸长率”是指根据ASTM D412,Die C测量的断裂后增加的长度与初始长度之间的比率。
本文所述的术语“断裂拉伸强度”是指根据ASTM D412,Die C测量的材料在拉伸断裂前可承受的最大应力。
如本文所述，术语“玻璃化转变温度”是指根据ISO 11357-1(2009)通过差示扫描量热法测定的聚合物从刚性玻璃状材料转变为软质(未熔化)材料的温度。
本文所用的术语“保持”用于描述材料的肖氏A硬度，是指与包括PVB和SBC但不含增容剂的常规热塑性弹性体共混物相比，该材料具有相同的肖氏A硬度或略有增加的(即，小于或等于5)肖氏A硬度。
如上所述，包括SBC和PVB的热塑性弹性体共混物具有所需的硬度、弹性体表面触感和可加工性，这允许这些共混物在广泛的应用中定制使用，例如消费品、医疗保健、汽车、包装和工业。然而，随着PVB量的增加(例如，大于或等于聚合物共混物的20重量％)，PVB可能与SBC不相容。因此，SBC和PVB的简单共混物可能不适合生产用于这些应用的聚合物共混物。
本文公开的是能缓解上述问题的聚合物共混物。具体地，本文公开的聚合物共混物包含PVB、SBC和增容剂，这导致聚合物共混物具有改善的相容性，以及保持或降低的硬度，该改善的相容性通过与包含PVB和SBC但不包含增容剂的常规热塑性弹性体共混物相比增加的断裂拉伸伸长率来证明。本文所述的增容剂可以分散在PVB和SBC中的至少一种内以增加聚合物共混物的相容性。
本文公开的聚合物共混物通常可以描述为包含PVB、SBC和增容剂。PVB可以包括原始PVB、回收PVB或其组合。增容剂可包括极性共聚物。
聚乙烯醇缩丁醛
如上所述，聚合物共混物包含聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。PVB可以包括原始PVB、回收PVB或其组合。
在一些实施方式中，PVB可包含原始PVB。在一些实施方式中，聚合物共混物可以包含回收PVB。在一些实施方式中，聚合物共混物可以包含原始PVB和回收PVB两者。
在一些实施方式中，原始PVB可具有小于或等于40重量％、小于或等于35重量％、小于或等于30重量％、小于或等于25重量％、或甚至小于或等于21重量％的聚乙烯醇含量。在一些实施方式中，原始PVB可具有大于或等于5重量％、大于或等于10重量％、大于或等于15重量％、或甚至大于或等于18重量％的聚乙烯醇含量。在一些实施方式中，原始PVB的聚乙烯醇含量可以为5重量％至40重量％、5重量％至35重量％、5重量％至30重量％、5重量％至25重量％、5重量％至21重量％、10重量％至40重量％、10重量％至35重量％、10重量％至30重量％、10重量％至25重量％、10重量％至21重量％、15重量％至40重量％、15重量％至35重量％、15重量％至30重量％、15重量％至25重量％、15重量％至21重量％、18重量％至40重量％、18重量％至35重量％、18重量％至30重量％、18重量％至25重量％、或甚至18重量％至21重量％，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
在一些实施方式中，原始PVB可具有小于或等于6重量％、小于或等于5.5重量％、小于或等于5重量％、小于或等于4.5重量％、或甚至小于或等于4重量％的聚乙酸乙烯酯含量。在一些实施方式中，原始PVB可具有大于或等于0.1重量％、大于或等于0.2重量％、大于或等于0.5重量％、或甚至大于或等于1重量％的聚乙酸乙烯酯含量。在一些实施方式中，原始PVB的聚乙酸乙烯酯含量可以为0.1重量％至6重量％、0.1重量％至5.5重量％、0.1重量％至5重量％、0.1重量％至4.5重量％、0.1重量％至4重量％、0.2重量％至6重量％、0.2重量％至5.5重量％、0.2重量％至5重量％、0.2重量％至4.5重量％、0.2重量％至4重量％、0.5重量％至6重量％、0.5重量％至5.5重量％、0.5重量％至5重量％、0.5重量％至4.5重量％、0.5重量％至4重量％、1重量％至6重量％、1重量％至5.5重量％、1重量％至5重量％、1重量％至4.5重量％、或甚至1重量％至4重量％，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
在一些实施方式中，原始PVB的玻璃化转变温度可以小于或等于85摄氏度(℃)、小于或等于80℃、或者甚至小于或等于75℃。在一些实施方式中，原始PVB的玻璃化转变温度可以大于或等于55℃、大于或等于60℃、或者甚至大于或等于65℃。在一些实施方式中，原始PVB的玻璃化转变温度可以为55℃至85℃、55℃至80℃、55℃至75℃、60℃至85℃、60℃至80℃、60℃至75℃、65℃至85℃、65℃至80℃、或者甚至65℃至75℃，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
在一些实施方式中，原始PVB的10重量％乙醇溶液(含有5重量％水)的动态粘度可以小于或等于300毫帕·秒(mPa·s)、小于或等于280mPa·s，或者甚至小于或等于260mPa·s。在一些实施方式中，原始PVB的10重量％乙醇溶液(含有5重量％水)的动态粘度可以大于或等于120mPa·s、大于或等于140mPa·s、或者甚至大于或等于160mPa·s。在一些实施方式中，原始PVB的10重量％乙醇溶液(含有5重量％水)的动态粘度可以为120mPa·s至300mPa·s、120mPa·s至280mPa·s、120mPa·s·s至260mPa·s、140mPa·s至300mPa·s、140mPa·s至280mPa·s、140mPa·s至260mPa·s、160mPa·s至300mPa·s、160mPa·s至280mPa·s，或者甚至160mPa·s至260mPa·s，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
在一些实施方式中，原始PVB的5重量％正丁醇溶液的动态粘度可以小于或等于90mPa·s、小于或等于85mPa·s、或者甚至小于或等于80mPa·s。在一些实施方式中，原始PVB的5重量％正丁醇溶液的动态粘度可以大于或等于35mPa·s、大于或等于40mPa·s、或者甚至大于或等于45mPa·s。在一些实施方式中，原始PVB的5重量％正丁醇溶液的动态粘度可以为35mPa·s至90mPa·s、35mPa·s至85mPa·s、35mPa·s至80mPa·s、40mPa·s至90mPa·s、40mPa·s至85mPa·s、40mPa·s至80mPa·s、45mPa·s至90mPa·s、45mPa·s至85mPa·s、或者甚至45mPa·s至80mPa·s，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
原始PVB的合适商业实施方式可以Mowital品牌获得，例如可从可乐丽公司(Kuraray)获得的B 60H。
如上所述，PVB可以包括回收PVB。在聚合物共混物中使用回收PVB可以带来环境效益，并降低成本。然而，在一些实施方式中，回收PVB可能具有杂质和颜色，这可能导致不期望的特性。因此，在一些实施方式中，回收PVB可以在被添加到聚合物共混物之前被加工以去除杂质或调节颜色。
回收PVB可以包含纯PVB和增塑剂。增塑剂可包括三乙二醇双(2-乙基己酸酯)、癸二酸二丁酯、四乙二醇二正庚酸酯、己二酸二己酯、己二酸二辛酯、己二酸己酯、己二酸壬酯、己二酸己基环己酯、邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸酯酯或其组合。在一些实施方式中，回收PVB可包含70至100重量％的纯PVB和0至30重量％的增塑剂。在一些实施方式中，回收PVB可包含添加剂。
在一些实施方式中，回收PVB中纯PVB的量可以小于或等于100重量％、小于或等于95重量％、或者甚至小于或等于90重量％。在一些实施方式中，回收PVB中纯PVB的量可以大于或等于70重量％、大于或等于75重量％、或者甚至大于或等于80重量％。在一些实施方式中，回收PVB中纯PVB的量可以为70重量％至100重量％、70重量％至95重量％、70重量％至90重量％、75重量％至100重量％、75重量％至95重量％、75重量％至90重量％、80重量％至100重量％、80重量％至95重量％、或者甚至80重量％至90重量％，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
在一些实施方式中，回收PVB中增塑剂的量可以小于或等于30重量％、小于或等于25重量％、或者甚至小于或等于20重量％。在一些实施方式中，回收PVB中增塑剂的量可以大于或等于0重量％、大于或等于5重量％、或者甚至大于或等于10重量％。在一些实施方式中，回收PVB中增塑剂的量可以为0重量％至30重量％、0重量％至25重量％、0重量％至20重量％、5重量％至30重量％、5重量％至25重量％、5重量％至20重量％、10重量％至30重量％、10重量％至25重量％、或者甚至10重量％至20重量％，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
在一些实施方式中，回收PVB的肖氏A硬度可为小于或等于90、小于或等于85、小于或等于80、小于或等于75、或甚至小于或等于70。在一些实施方式中，回收PVB的肖氏A硬度可为大于或等于45、大于或等于50、大于或等于55、大于或等于60、或甚至大于或等于65。在一些实施方式中，回收PVB的肖氏A硬度可为45至90、45至85、45至80、45至75、45至70、50至90、50至85、50至80、50至75、50至70、55至90、55至85、55至80、55至75、55至70、60至90、60至85、60至80、60至75、60至70、65至90、65至85、65至80、65至75、或甚至65至70，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
在一些实施方式中，回收PVB的断裂拉伸强度可以大于或等于0.345兆帕(MPa)(50磅每平方英寸(psi))、大于或等于6.895MPa(1000psi)、或甚至大于或等于13.790MPa(2000psi)。在一些实施方式中，回收PVB的断裂拉伸强度可以小于或等于34.474MPa(5000psi)、小于或等于27.579MPa(4000psi)、或甚至小于或等于20.684MPa(3000psi)。在一些实施方式中，回收PVB的断裂拉伸强度可为0.345MPa(50psi)至34.474MPa(5000psi)、0.345MPa(50psi)至27.579MPa(4000psi)、0.345MPa(50psi)至20.684MPa(3000psi)、6.895MPa(1000psi)至34.474MPa(5000psi)、6.895MPA(1000psi)至27.579MPa(4000psi)、6.895MPa(1000psi)至20.684MPa(3000psi)、13.790MPa(2000psi)至34.474MPa(5000psi)、13.790MPa(2000psi)至27.579MPa(4000psi)、或甚至13.790MPa(2000psi)至20.684MPa(3000psi)，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
在一些实施方式中，回收PVB的断裂拉伸伸长率可以大于或等于10％，大于或等于50％，或者甚至大于或等于100％。在一些实施方式中，回收PVB的断裂拉伸伸长率可为小于或等于500％、小于或等于300％，或甚至小于或等于200％。在一些实施方式中，回收PVB的断裂拉伸伸长率可为10％至500％、10％至300％、10％至200％、50％至500％、50％至300％、50％至200％、100％至500％、100％至300％、或甚至100％至200％，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
在一些实施方式中，回收PVB的比重可为大于或等于0.8、大于或等于0.9、或甚至大于或等于1.0。在一些实施方式中，回收PVB的比重可为小于或等于1.5、小于或等于1.3，或甚至小于或等于1.2。在一些实施方式中，回收PVB的比重可为0.8至1.5、0.8至1.3、0.8至1.2、0.9至1.5、0.9至1.3、0.9至1.2、1.0至1.5、1.0至1.3、或甚至1.0至1.2，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
回收PVB的合适的商业实施方式可在Shark Pellets品牌下获得，例如C2c、C4c，可从沙克公司(Shark Solutions)获得。
在一些实施方式中，聚合物共混物中PVB的量可以小于或等于45重量％，小于或等于43重量％，小于或等于41重量％，或者甚至小于或等于39重量％。在一些实施方式中，聚合物共混物中PVB的量可以大于或等于20重量％、大于或等于21.7重量％、大于或等于23重量％、大于或等于25重量％、大于或等于27重量％、或者甚至大于或等于29重量％。在一些实施方式中，聚合物共混物中PVB的量可为20重量％至45重量％、20重量％至43重量％、20重量％至41重量％、20重量％至39重量％、21.7重量％至45重量％、21.7重量％至43重量％、21.7重量％至41重量％、21.7重量％至39重量％、23重量％至45重量％、23重量％至43重量％、23重量％至41重量％、23重量％至39重量％、25重量％至45重量％、25重量％至43重量％、25重量％至41重量％、25重量％至39重量％、27重量％至45重量％、27重量％至43重量％、27重量％至41重量％、27重量％至39重量％、29重量％至45重量％、29重量％至43重量％、29重量％至41重量％、或甚至29重量％至39重量％，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
在一些实施方式中，聚合物共混物中原始PVB的量可以小于或等于45重量％，小于或等于43重量％，小于或等于41重量％，或者甚至小于或等于39重量％。在一些实施方式中，聚合物共混物中原始PVB的量可以大于或等于20重量％、大于或等于21.7重量％、大于或等于23重量％、大于或等于25重量％、大于或等于27重量％、或者甚至大于或等于29重量％。在一些实施方式中，聚合物共混物中原始PVB的量可为20重量％至45重量％、20重量％至43重量％、20重量％至41重量％、20重量％至39重量％、21.7重量％至45重量％、21.7重量％至43重量％、21.7重量％至41重量％、21.7重量％至39重量％、23重量％至45重量％、23重量％至43重量％、23重量％至41重量％、23重量％至39重量％、25重量％至45重量％、25重量％至43重量％、25重量％至41重量％、25重量％至39重量％、27重量％至45重量％、27重量％至43重量％、27重量％至41重量％、27重量％至39重量％、29重量％至45重量％、29重量％至43重量％、29重量％至41重量％、或甚至29重量％至39重量％，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
在一些实施方式中，聚合物共混物中回收PVB的量可以小于或等于45重量％，小于或等于43重量％，小于或等于41重量％，或者甚至小于或等于39重量％。在一些实施方式中，聚合物共混物中回收PVB的量可以大于或等于20重量％、大于或等于21.7重量％、大于或等于23重量％、大于或等于25重量％、大于或等于27重量％、或者甚至大于或等于29重量％。在一些实施方式中，聚合物共混物中回收PVB的量可为20重量％至45重量％、20重量％至43重量％、20重量％至41重量％、20重量％至39重量％、21.7重量％至45重量％、21.7重量％至43重量％、21.7重量％至41重量％、21.7重量％至39重量％、23重量％至45重量％、23重量％至43重量％、23重量％至41重量％、23重量％至39重量％、25重量％至45重量％、25重量％至43重量％、25重量％至41重量％、25重量％至39重量％、27重量％至45重量％、27重量％至43重量％、27重量％至41重量％、27重量％至39重量％、29重量％至45重量％、29重量％至43重量％、29重量％至41重量％、或甚至29重量％至39重量％，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
苯乙烯嵌段共聚物
如上所述，聚合物共混物包含苯乙烯嵌段共聚物(SBC)。各种SBC被认为适合于本发明的聚合物共混物。
在一些实施方式中，SBC可以包括苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-(乙烯/丙烯)-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯异戊二烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)、苯乙烯-乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS)、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(SBS)或其组合。例如，在一些实施方式中，苯乙烯共聚物可以包括SEBS和SEEPS、SEBS和SIS、SEBS和SIBS、SEEPS和SIS、SEEPS和SIBS，或甚至SIS和SIBS。在一些实施方式中，SBC可以包括SEBS。
在一些实施方式中，SBC可具有小于或等于55重量％、小于或等于50重量％、小于或等于45重量％、小于或等于40重量％、或甚至小于或等于35重量％的苯乙烯含量。在一些实施方式中，SBC可具有大于或等于15重量％、大于或等于20重量％、大于或等于25重量％、或甚至大于或等于30重量％的苯乙烯含量。在一些实施方式中，SBC的苯乙烯含量可以为15重量％至55重量％、15重量％至50重量％、15重量％至45重量％、15重量％至40重量％、15重量％至35重量％、20重量％至55重量％、20重量％至50重量％、20重量％至45重量％、20重量％至40重量％、20重量％至35重量％、25重量％至55重量％、25重量％至50重量％、25重量％至45重量％、25重量％至40重量％、25重量％至35重量％、30重量％至55重量％、30重量％至50重量％、30重量％至45重量％、30重量％至40重量％、或甚至30重量％至35重量％，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
在一些实施方式中，SBC的比重可为大于或等于0.8，或甚至大于或等于0.9。在一些实施方式中，SBC的比重可为小于或等于1.2、小于或等于1.1，或甚至小于或等于1.0。在一些实施方式中，SBC的比重可为0.8至1.2、0.8至1.1、0.8至1.0、0.9至1.2、0.9至1.1、或者甚至0.9至1.0，或由这些端点中的任意端点形成的任何和所有子范围。
在一些实施方式中，SBC的5重量％甲苯溶液在30℃下的溶液粘度可以小于或等于55mPa·s、小于或等于50mPa·s、或甚至小于或等于45mPa·s。在一些实施方式中，SBC的5重量％甲苯溶液在30℃下的溶液粘度可以大于或等于30mPa·s、大于或等于35mPa·s、或甚至大于或等于40mPa·s。在一些实施方式中，SBC的5重量％甲苯溶液在30℃下的溶液粘度可以为30mPa·s至55mPa·s、30mPa·s至50mPa·s、30mPa·s至45mPa·s、35mPa·s至55mPa·s、35mPa·s至50mPa·s、35mPa·s至45mPa·s、40mPa·s至55mPa·s、40mPa·s至50mPa·s、或甚至40mPa·s至45mPa·s，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
SEBS的合适的商业实施方式可以以KRATON品牌从科腾聚合物(Kraton Polymers)获得，或以SEPTON品牌从可乐丽(Kuraray)获得。
SEEPS的合适商业实施方式可购自可乐丽(Kuraray)的SEPTON品牌。
在一些实施方式中，聚合物共混物中SBC的量可以小于或等于35重量％，小于或等于30重量％，小于或等于25重量％，或者甚至小于或等于20重量％。在一些实施方式中，聚合物共混物中SBC的量可以大于或等于1重量％、大于或等于5重量％、大于或等于7重量％、大于或等于9重量％、或甚至大于或等于11重量％在一些实施方式中，聚合物共混物中SBC的量可以为1重量％至35重量％、1重量％至30重量％、1重量％至25重量％、1重量％至20重量％、5重量％至35重量％、5重量％至30重量％、5重量％至25重量％、5重量％至20重量％、7重量％至35重量％、7重量％至30重量％、7重量％至25重量％、7重量％至20重量％、9重量％至35重量％、9重量％至30重量％、9重量％至25重量％、9重量％至20重量％、11重量％至35重量％、11重量％至30重量％、11重量％至25重量％、或甚至11重量％至20重量％，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
增容剂
如上所述，增容剂赋予PVC和SBC之间所需的相容性，如通过聚合物共混物的断裂拉伸伸长率的改善所证明的。PVC和SBC之间的相容性得到改善，可维持或降低聚合物共混物的硬度(即所需的柔软度)和断裂拉伸伸长率，以满足消费品、医疗保健、汽车、包装和工业等广泛应用的需要。增容剂可以来自回收来源。
各种增容剂被认为适合于本发明的聚合物共混物。在一些实施方式中，增容剂可包括极性共聚物。
在一些实施方式中，增容剂可包括乙烯丙烯酸烷基酯共聚物、丙烯丙烯酸烷基酯共聚物、或它们的组合。在一些实施方式中，增容剂可包括乙烯丙烯酸烷基酯共聚物。在一些实施方式中，增容剂可包括丙烯丙烯酸烷基酯共聚物。在一些实施方式中，增容剂可包括乙烯丙烯酸烷基酯共聚物和丙烯丙烯酸烷基酯共聚物两者。在一些实施方式中，乙烯丙烯酸烷基酯共聚物可包括乙烯丙烯酸甲酯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯、乙烯丙烯酸丁酯共聚物或它们的组合。
在一些实施方式中，增容剂可包括丙烯酸共聚单体、马来酸酐共聚单体、α-烯烃共聚单体或它们的组合。在一些实施方式中，α-烯烃共聚单体可包括丁烯、辛烯或它们的组合。在一些实施方式中，增容剂可包括用金属离子中和的丙烯酸共聚单体。在一些实施方式中，金属离子可包括锂、钠、钾、锌、钙或它们的组合。
在一些实施方式中，增容剂可具有大于或等于0.8克每立方厘米(g/cm3)、大于或等于0.85g/cm3、或甚至大于或等于0.9g/cm3的密度。在一些实施方式中，增容剂可具有小于或等于1.2g/cm3、小于或等于1.1g/cm3、或甚至小于或等于1.0g/cm3的密度。在一些实施方式中，增容剂的密度可以为0.8g/cm3至1.2g/cm3、0.8g/cm3至1.1g/cm3、0.8g/cm3至1.0g/cm3、0.85g/cm3至1.2g/cm3、0.85g/cm3至1.1g/cm3，0.85g/cm3至1.0g/cm3，0.9g/cm3至1.2g/cm3、0.9g/cm3至1.1g/cm3，或者甚至0.9g/cm3至1.0g/cm3，或由这些端点中的任意端点形成的任何和所有子范围。
在一些实施方式中，增容剂可具有小于或等于100℃、小于或等于90℃、或甚至小于或等于80℃的熔点。在一些实施方式中，增容剂可具有大于或等于50℃、大于或等于60℃、或甚至大于或等于70℃的熔点。在一些实施方式中，增容剂的熔点可以为50℃至100℃、50℃至90℃、50℃至80℃、60℃至100℃、60℃至90℃、60℃至80℃、70℃至100℃、70℃至90℃、或者甚至70℃至80℃，或由这些端点中的任意端点形成的任何和所有子范围。
在一些实施方式中，增容剂的肖氏D硬度可为小于或等于60，小于或等于50，或甚至小于或等于40。在一些实施方式中，增容剂的肖氏D硬度可为大于或等于10、大于或等于20，或甚至大于或等于30。在一些实施方式中，增容剂的肖氏D硬度可以为10至60、10至50、10至40、20至60、20至50、20至40、30至60、30至50、或甚至30至40，或由这些端点中的任意端点形成的任何和所有子范围。
增容剂的合适的商业实施方式可以EMAC品牌获得，例如可从西湖化学公司(Westlake Chemical)获得的SP 2260。
在一些实施方式中，聚合物共混物中增容剂的量可为小于或等于40重量％，小于或等于35重量％，小于或等于30重量％，小于或等于27重量％，或甚至小于或等于25重量％。在一些实施方式中，聚合物共混物中增容剂的量可为大于或等于1重量％、大于或等于2重量％、大于或等于5重量％、大于或等于10重量％、或甚至大于或等于15重量％。在一些实施方式中，聚合物共混物中增容剂的量可为1重量％至40重量％、1重量％至35重量％、1重量％至30重量％、1重量％至27重量％、1重量％至25重量％、2重量％至40重量％、2重量％至35重量％、2重量％至30重量％、2重量％至27重量％、2重量％至25重量％、5重量％至40重量％、5重量％至35重量％、5重量％至30重量％、5重量％至27重量％、5重量％至25重量％、10重量％至40重量％、10重量％至35重量％、10重量％至30重量％、10重量％至27重量％、10重量％至25重量％、15重量％至40重量％、15重量％至35重量％、15重量％至30重量％、15重量％至27重量％、或甚至15重量％至25重量％，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
聚合物共混物
如本文所述，聚合物共混物包含PVB、SBC和增容剂。尽管不希望受理论束缚，但据信通过本文公开的聚合物共混物实现的增加的相容性是由于包含了增容剂。与不含增容剂的PVB和SBC的共混物相比，本发明的聚合物共混物的断裂拉伸伸长率有所提高，表明PVB和SBC之间的相容性有所改善。本文公开的聚合物共混物可以满足预期应用所需的增加的相容性和保持或降低的硬度的要求。
在一些实施方式中，聚合物共混物可包含总量小于或等于99重量％、小于或等于95重量％、或甚至小于或等于90重量％的PVB、SBC和增容剂(即PVB(重量％)+SBC(重量％)+增容剂(重量％))。在一些实施方式中，聚合物共混物可包含总量大于或等于70重量％、大于或等于75重量％、或甚至大于或等于80重量％的PVB、SBC和增容剂。在一些实施方式中，聚合物共混物中PVB、SBC和增容剂的总量可以为70重量％至99重量％、70重量％至95重量％、70重量％至90重量％、75重量％至99重量％、75重量％至95重量％、75重量％至90重量％、80重量％至99重量％、80重量％至95重量％、或甚至80重量％至90重量％，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
在一些实施方式中，聚合物共混物不包括软化剂，例如石蜡型、环烷型或芳族型加工油。
增容剂提高了聚合物共混物的相容性，如聚合物共混物的断裂拉伸伸长率增加所证明的。在一些实施方式中，聚合物共混物的断裂拉伸伸长率可以大于或等于10％，大于或等于15％，或者甚至大于或等于20％。在一些实施方式中，聚合物共混物的断裂拉伸伸长率可以小于或等于1000％，小于或等于900％，或者甚至小于或等于800％。在一些实施方式中，聚合物共混物的断裂拉伸伸长率可为10％-1000％、10％-900％、10％-800％、15％-1000％、15％-900％，15％-800％、20％-1000％，20％-900％，或甚至20％-800％，或由这些端点中的任意端点形成的任何和所有子范围。
在一些实施方式中，聚合物共混物可以具有针对预期应用而保持或降低的硬度(即，期望的柔软度)。在一些实施方式中，聚合物共混物的肖氏A硬度可为小于或等于100，小于或等于95，或甚至小于或等于90。在一些实施方式中，聚合物共混物的肖氏A硬度可为大于或等于5、大于或等于10、大于或等于15、大于或等于20、或甚至大于或等于25。在一些实施方式中，聚合物共混物的肖氏A硬度可为5至100、5至95、5至90、10至100、10至95、10至90、15至100、15至95、15至90、20至100、20至95、20至90、25至100、25至95、或甚至25至90，或者由这些端点中的任意端点形成的任何和所有子范围。
在一些实施方式中，聚合物共混物的断裂拉伸强度可以大于或等于0.345兆帕(MPa)(50磅每平方英寸(psi))、大于或等于0.689MPa(100psi)、或甚至大于或等于1.034MPa(150psi)。在一些实施方式中，聚合物共混物的断裂拉伸强度可以小于或等于8.963MPa(1300psi)、小于或等于8.274MPa(1200psi)、或甚至小于或等于6.895MPa(1000psi)。在一些实施方式中，聚合物共混物的断裂拉伸强度可为0.345MPa(50psi)至8.963MPa(1300psi)、0.345MPa(50psi)至8.274MPa(1200psi)、0.345MPa(50psi)至6.895MPa(1000psi)、0.689MPa(100psi)至8.963MPa(1300psi)、0.689MPa(100psi)至8.274MPa(1200psi)、0.689MPa(100psi)至6.895MPa(1000psi)、1.034MPa(150psi)至8.963MPa(1300psi)、1.034MPa(150psi)至8.274MPa(1200psi)、或甚至1.034MPa(150psi)至6.895MPa(1000psi)，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
在一些实施方式中，聚合物共混物可用于形成热塑性弹性体(TPE)、热塑性硫化橡胶(TPV)或热固性弹性体。
增塑剂
在一些实施方式中，聚合物共混物还可包含增塑剂。增塑剂可用于例如调节聚合物共混物的硬度和/或改善其流动性或其它性质。在一些实施方式中，增塑剂可以包括矿物油、植物油、合成油或其组合。
在一些实施方式中，聚合物共混物中增塑剂的量可为小于或等于40重量％，小于或等于35重量％，小于或等于30重量％，小于或等于25重量％，或甚至小于或等于20重量％。在一些实施方式中，聚合物共混物中增塑剂的量可为大于或等于0重量％，大于或等于1重量％，大于或等于5重量％，或甚至大于或等于10重量％。在一些实施方式中，聚合物共混物中增塑剂的量可为0重量％至40重量％、0重量％至35重量％、0重量％至30重量％、0重量％至25重量％、0重量％至20重量％、1重量％至40重量％、1重量％至35重量％、1重量％至30重量％、1重量％至25重量％、1重量％至20重量％、5重量％至40重量％、5重量％至35重量％、5重量％至30重量％、5重量％至25重量％、5重量％至20重量％、10重量％至40重量％、10重量％至35重量％％、10重量％至30重量％、10重量％至25重量％、或甚至10重量％至20重量％，或由这些端点中的任意端点形成的任意和所有子范围。
增塑剂的合适的商业实施方式可购自加拿大石油(Petro-Canada)的PURETOL 380品牌；以及埃克森美孚的PRIMOL 382品牌。
抗氧化剂
在一些实施方式中，聚合物共混物还可包含抗氧化剂。在一些实施方式中，聚合物共混物中抗氧化剂的量可为小于或等于5重量％，小于或等于4重量％，小于或等于3重量％，小于或等于2重量％，或甚至小于或等于1重量％。在一些实施方式中，聚合物共混物中抗氧化剂的量可为大于或等于0重量％，大于或等于0.001重量％，或甚至大于或等于0.01重量％。在一些实施方式中，聚合物共混物中抗氧化剂的量可为0重量％-5重量％、0重量％-4重量％、0重量％-3重量％、0重量％-2重量％、0重量％-1重量％、0.001重量％-5重量％、0.001重量％-4重量％、0.001重量％-3重量％、0.001重量％-2重量％、0.001重量％-1重量％、0.01重量％-5重量％、0.01重量％-4重量％、0.01重量％-3重量％、0.01重量％-2重量％，或甚至0.01重量％-1重量％，或由这些端点中的任意端点形成的任何和所有子范围。
抗氧化剂的合适的商业实施方式可以IRGAFOS或IRGANOX品牌获得，可从巴斯夫(BASF)获得。
添加剂
在一些实施方式中，聚合物共混物还可包含添加剂。添加剂的使用量可以是任意量，只要所用的量足以获得聚合物共混物所需的加工或性能特性即可。添加剂的量不应造成浪费，也不应对聚合物共混物的加工或性能有害。
在一些实施方式中，添加剂可以包括玻璃珠；抗阻塞剂；稳定剂；粘合促进剂；抗雾化剂；抗静电剂；杀生物剂(抗菌剂、杀真菌剂和防霉剂)；着色剂，包括颜料和染料；分散剂；填料和增补剂；防火剂、阻燃剂和烟雾抑制剂；硬度调节剂；抗冲改性剂；引发剂；润滑剂；云母；脱模剂；加工助剂；硅烷、钛酸盐/酯和锆酸盐/酯；硬脂酸酯/盐；紫外光吸收剂；粘度调节剂；或其组合。
在一些实施方式中，聚合物共混物中添加剂的量可为小于或等于5重量％，小于或等于4重量％，小于或等于3重量％，小于或等于2重量％，或甚至小于或等于1重量％。在一些实施方式中，聚合物共混物中添加剂的量可为大于或等于0重量％，大于或等于0.001重量％，或甚至大于或等于0.01重量％。在一些实施方式中，聚合物共混物中添加剂的量可为0重量％-5重量％、0重量％-4重量％、0重量％-3重量％、0重量％-2重量％、0重量％-1重量％、0.001重量％-5重量％、0.001重量％-4重量％、0.001重量％-3重量％、0.001重量％-2重量％、0.001重量％-1重量％、0.01重量％-5重量％、0.01重量％-4重量％、0.01重量％-3重量％、0.01重量％-2重量％，或甚至0.01重量％-1重量％，或由这些端点中的任意端点形成的任何和所有子范围。
加工
在一些实施方式中，本文所述的聚合物共混物可以通过间歇工艺或连续工艺制备。
在一些实施方式中，可以将聚合物共混物的组分全部一起添加到挤出机中并混合。在一些实施方式中，混合可以是在足以熔化聚合物基质的升高的温度(例如120℃-250℃)和200转/分钟(rpm)至700rpm的混合速度下进行的连续过程。在一些实施方式中，填料可以在进料口添加，或在下游通过注射或侧向进料器添加。在一些实施方式中，将挤出机的输出物制成粒料，以用于后续挤出、模塑、热成型、发泡、压延和/或其他加工成聚合物制品。
应用
如本文所述，聚合物共混物可用于制造任何类型的产品，对于这些产品来说，诸如保持或降低的硬度和增加的断裂拉伸伸长率之类的性能是理想或需要的。
聚合物共混物具有用于多个不同行业的应用的潜力，包括但不限于：汽车和运输；消费品；电子；医疗保健；家用电器；包装；以及受益于独特的特性组合的其他行业或应用。
在一些实施方式中，聚合物共混物尤其可用于制造消费品的软握把，例如剃须刀手柄。
实施例
表1显示了实施例1-8和比较例C1-C10的聚合物共混物的成分的来源。
表1
实施例1-8
表2显示了实施例1-8的配方(单位：份和重量％)和某些性质(肖氏A硬度、比重、拉伸强度、断裂伸长率和粘度)。
表2
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表2(续)
表2(续)
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比较例C1-C10
表3显示了比较例C1-C10的配方(单位：份和重量％)和某些性质(肖氏A硬度、比重、拉伸强度、断裂伸长率和粘度)。
表3
表3(续)
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表3(续)
表3(续)
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评估相容性和硬度
如表2和3所示，实施例1-4的包含原始PVB、SBC和增容剂的聚合物共混物与比较例C1-C4的包含原始PVB和SBC但不含增容剂的聚合物共混物相比，分别具有增加的断裂拉伸伸长率，同时具有降低的肖氏A硬度。如表2和表3所示的实施例和比较例所示，包含增容剂提高了聚合物共混物的相容性，并且与不含增容剂的原始PVB和SBC的混合物相比，聚合物共混物具有降低的肖氏A硬度(即，期望的柔软度)。
如表2和3进一步所示，实施例5-8的包含回收PVB、SBC和增容剂的聚合物共混物与比较例C5-C8的包含回收PVB和SBC但不含增容剂的聚合物共混物相比，分别具有增加的断裂拉伸伸长率，同时具有降低的或略微增加的肖氏A硬度。如表2和表3所示的实施例和比较例所示，包含增容剂提高了聚合物共混物的相容性，并且与不含增容剂的回收PVB和SBC的混合物相比，聚合物共混物具有保持或降低的肖氏A硬度。
如表3进一步所示，比较例C10的包含回收PVB、SBC和增容剂的聚合物共混物与比较例C9的包含回收PVB和SBC但不含增容剂的聚合物共混物相比，不具有增加的断裂拉伸伸长率。相反，断裂拉伸伸长率降低。回收PVB是纯PVB和增塑剂的组合。尽管不希望受理论束缚，但据信，随着回收PVB量的增加，回收PVB中存在的增塑剂可能导致断裂拉伸伸长率降低。
显然，在不偏离所附权利要求书中限定的公开范围的情况下，可以进行修改和变化。更具体地，虽然本公开的一些方面在本文中被确定为优选或特别有利的，但是可以想到本公开不必限于这些方面。

Claims (28)

1.一种聚合物共混物，其包含：
20重量％(wt％)至45重量％的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，其中PVB包括原始PVB、回收PVB或它们的组合；
1重量％至35重量％的苯乙烯嵌段共聚物(SBC)；和
5重量％至40重量％的增容剂，所述增容剂包括极性共聚物。
2.如权利要求1所述的聚合物共混物，其中，SBC包括苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-(乙烯/丙烯)-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯异戊二烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)、苯乙烯-乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS)、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(SBS)或它们的组合。
3.如权利要求1或2所述的聚合物共混物，其中，SBC包括SEBS。
4.如权利要求1或2所述的聚合物共混物，其中，SBC包括SEEPS。
5.如前述权利要求中任一项所述的聚合物共混物，其中，增容剂包括乙烯丙烯酸烷基酯共聚物、丙烯丙烯酸烷基酯共聚物、或它们的组合。
6.如权利要求5所述的聚合物共混物，其中，增容剂包括乙烯丙烯酸烷基酯共聚物，所述乙烯丙烯酸烷基酯共聚物包括乙烯丙烯酸甲酯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯、乙烯丙烯酸丁酯共聚物、或它们的组合。
7.如前述权利要求中任一项所述的聚合物共混物，其中，增容剂包括丙烯酸共聚单体、马来酸酐共聚单体、α-烯烃共聚单体、或它们的组合。
8.如权利要求7所述的聚合物共混物，其中，增容剂包括α-烯烃共聚单体，所述α-烯烃共聚单体包括丁烯、辛烯或它们的组合。
9.如前述权利要求中任一项所述的聚合物共混物，其中，增容剂包括用金属离子中和的丙烯酸共聚单体。
10.如前述权利要求中任一项所述的聚合物共混物，其中，聚合物共混物包含21.7重量％至45重量％的PVB。
11.如权利要求10所述的聚合物共混物，其中，聚合物共混物包含23重量％至43重量％的PVB。
12.如权利要求11所述的聚合物共混物，其中，聚合物共混物包含25重量％至41重量％的PVB。
13.如权利要求1至9中任一项所述的聚合物共混物，其中，PVB是原始PVB，其中所述聚合物共混物包含21.7重量％至45重量％的原始PVB。
14.如权利要求13所述的聚合物共混物，其中，聚合物共混物包含23重量％至43重量％的原始PVB。
15.如权利要求14所述的聚合物共混物，其中，聚合物共混物包含25重量％至41重量％的原始PVB。
16.如权利要求1至9中任一项所述的聚合物共混物，其中，PVB是回收PVB，其中所述聚合物共混物包含21.7重量％至45重量％的回收PVB。
17.如权利要求16所述的聚合物共混物，其中，聚合物共混物包含23重量％至43重量％的回收PVB。
18.如权利要求17所述的聚合物共混物，其中，聚合物共混物包含25重量％至41重量％的回收PVB。
19.如前述权利要求中任一项所述的聚合物共混物，其中，聚合物共混物包含5重量％至30重量％的SBC。
20.如前述权利要求中任一项所述的聚合物共混物，其中，聚合物共混物包含10重量％至30重量％的增容剂。
21.如权利要求1所述的聚合物共混物，其中，所述聚合物共混物包含：
20重量％至45重量％的PVB；
5重量％至30重量％的SBC，所述SBC包括苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)；和
10重量％至30重量％的增容剂，所述增容剂包括乙烯丙烯酸甲酯共聚物和乙烯丙烯酸丁酯共聚物中的至少一种。
22.如前述权利要求中任一项所述的聚合物共混物，其中，聚合物共混物还包含10重量％至40重量％的矿物油。
23.如前述权利要求中任一项所述的聚合物共混物，其中，聚合物共混物还包含0.01重量％至1重量％的抗氧化剂。
24.如前述权利要求中任一项所述的聚合物共混物，其中，聚合物共混物还包含0.01重量％至1重量％的添加剂。
25.如前述权利要求中任一项所述的聚合物共混物，其中，聚合物共混物具有根据ASTMD2240测量的25至100的肖氏A硬度。
26.如前述权利要求中任一项所述的聚合物共混物，其中，聚合物共混物具有根据ASTMD412测量的大于或等于20％的断裂拉伸伸长率。
27.如前述权利要求中任一项所述的聚合物共混物，其中，聚合物共混物包含总量大于或等于70重量％的PVB、SBC和增容剂。
28.如前述权利要求中任一项所述的聚合物共混物，其中，聚合物共混物不包含软化剂。
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