EP1470188A1 - Antistatic styrenic polymer composition - Google Patents

Antistatic styrenic polymer composition

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Publication number
EP1470188A1
EP1470188A1 EP02701371A EP02701371A EP1470188A1 EP 1470188 A1 EP1470188 A1 EP 1470188A1 EP 02701371 A EP02701371 A EP 02701371A EP 02701371 A EP02701371 A EP 02701371A EP 1470188 A1 EP1470188 A1 EP 1470188A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
styrene
block
composition according
weight
parts
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02701371A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Baumert
Christophe Lacroix
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LACROIX, CHRISTOPHE
Arkema France SA
Original Assignee
Atofina SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atofina SA filed Critical Atofina SA
Publication of EP1470188A1 publication Critical patent/EP1470188A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/06Polystyrene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L53/00Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers

Definitions

  • the invention relates to antistatic styrene polymer compositions and more specifically a composition comprising a styrene polymer (A), a copolymer (B) with polyamide blocks and polyether blocks essentially comprising ethylene oxide units - (C2H4— O) ⁇ and a compatibilizer (C).
  • styrene polymer (A) antistatic properties This is to give the styrene polymer (A) antistatic properties.
  • the formation and retention of static electricity charges on the surface of most plastics is known.
  • the presence of static electricity on thermoplastic films leads for example these films to stick to each other making their separation difficult.
  • the presence of static electricity on packaging films can cause the accumulation of dust on the objects to be packaged and thus hinder their use.
  • Styrene resins such as for example polystyrene or ABS are used to make cases for computers, telephones, televisions, photocopiers as well as many objects. Static electricity causes the accumulation of dust but above all can also damage the microprocessors or the components of the electronic circuits contained in these objects.
  • compositions based on styrene resin having a surface resistivity measured according to standard IEC93 less than 5.10 13 ⁇ / D or a volume resistivity measured according to standard IEC93 less than 5.10 16 ⁇ .cm (we choose the type of resistivity depending on the application, it being understood that these two types of resistivity evolve in the same direction anyway). It is indeed considered that such resistivities provide sufficient antistatic properties for certain applications in the field of polymer materials in contact with electronic components.
  • antistatic agents such as ionic surfactants of the ethoxylated amino or sulfonate type which are added to polymers.
  • antistatic properties of the polymers depend on the ambient humidity and they are not permanent since these agents migrate to the surface of the polymers and disappear. It was then proposed as antistatic agents copolymers with polyamide blocks and hydrophilic polyether blocks, these agents have the advantage of not migrating and therefore to give permanent antistatic properties and more independent of ambient humidity.
  • Japanese patent application JP 60 170 646 A published on September 4, 1985 describes compositions consisting of 0.01 to 50 parts of polyether block amide and 100 parts of polystyrene, they are useful for making sliding parts and resistant parts to wear. Antistatic properties are not mentioned.
  • Patent application EP 167 824 published on January 15, 1986 describes compositions similar to the previous ones and according to one form of the invention, the polystyrene can be mixed with a polystyrene functionalized with an unsaturated carboxylic anhydride. These compositions are useful for making injected parts. Antistatic properties are not mentioned.
  • compositions comprising 5 to 80% of polyetheresteramide and 95 to 20% of a thermoplastic resin chosen among others from polystyrene, ABS and PMMA, this resin being functionalized with acrylic acid or maleic anhydride .
  • the amount of polyetheresteramide in the examples is 30% by weight of the compositions.
  • Patent EP 242 158 describes antistatic compositions comprising 1 to 40% of polyetheresteramide and 99 to 60% of a thermoplastic resin chosen from styrene resins, PPO and polycarbonate.
  • the compositions also comprise a vinyl polymer functionalized with a carboxylic acid which may for example be a polystyrene modified with methacrylic acid.
  • JP 08239530 JP08143780 The prior art shows either mixtures (i) of styrene resin and polyetheresteramide without compatibilizer, or mixtures (ii) of polyetheresteramide and functionalized styrene resin or mixtures (iii) of polyetheresteramide, non-styrene resin functionalized and functionalized styrene resin.
  • mixtures (i) are antistatic if the polyetheresteramide is well chosen but have poor mechanical properties, in particular the elongation at break is much less than that of styrene resin alone.
  • mixtures (ii) and (iii) it is necessary to have a functionalized styrene resin, which is complicated and expensive.
  • the object of the invention is to make the ordinary styrene resins used to make the objects mentioned above antistatic, these resins not being functionalized.
  • styrene resin compositions comprising a styrene resin and a copolymer with polyamide blocks and polyether blocks, having an excellent elongation at break, an excellent stress at break and an excellent impact resistance (notched charpy), compared to the same composition without compatibilizer.
  • the present invention relates to a composition
  • a composition comprising per 100 parts by weight: - 99 to 60 parts by weight of a styrene polymer (A), - 1 to 40 parts by weight of (B) + (C),
  • B) being a polyamide block and polyether block copolymer essentially comprising ethylene oxide units - (C2H4 - O) -
  • C) being a compatibilizer chosen from block copolymers comprising at least one polymerized block comprising styrene and at least one polymerized block comprising methyl methacrylate, the mass ratio (B) / (C) being between 2 and 10.
  • styrene polymer A
  • polystyrene polystyrene, polystyrene modified with elastomers, random or block copolymers of styrene and dienes such as butadiene, copolymers of styrene and acrylonitrile (SAN), the SAN modified by elastomers in particular ABS which is obtained for example by grafting (graft-polymerization) of styrene and " acrylonitrile on a trunk of polybutadiene or butadiene-acrylonitrile copolymer, mixtures of SAN and ABS.
  • graft-polymerization graft-polymerization
  • the elastomers mentioned above may for example be EPR (abbreviation of ethylene-propylene-rubber or ethylene-propylene elastomer), EPDM (abbreviation of ethylene -propylene-diene rubber or ethylene-propylene-diene elastomer), polybutadipne, acrylonitrile-butadiene copolymer, polyisoprene, isoprene-acrylonitrile copolymer.
  • A may be an impact polystyrene comprising a polystyrene matrix surrounding rubber nodules generally comprising polybutadiene.
  • part of the styrene can be replaced by unsaturated monomers copolymerizable with styrene, by way of example, we may mention alpha-methylstyrene and (meth) acrylic esters.
  • A can comprise a styrene copolymer, styrene-alpha-methylstyrene copolymers, styrene-chlorostyrene copolymers, styrene-propylene copolymers, styrene-butadiene copolymers, styrene-isoprene copolymers, styrene copolymers which may be mentioned -vinyl chloride, styrene-vinyl acetate copolymers, styrene-alkyl acrylate copolymers (methyl, ethyl, butyl, octyl, phenyl acrylate), styrene-alkyl methacrylate copolymers ( methyl, ethyl, butyl, phenyl methacrylate), styrene - methyl chloroacrylate copolymers and styrene
  • the styrene polymer A preferably comprises more than 50% by weight of styrene. In the case where the styrene polymer is SAN, it preferably contains more than 75% by weight of styrene.
  • the polymers (B) containing polyamide blocks and polyether blocks result from the copolycondensation of polyamide blocks with reactive ends with polyether blocks with reactive ends, such as, inter alia: 1) Polyamide sequences with diamine chain ends with polyoxyalkylene sequences with dicarboxylic chain ends.
  • polyetherdiols Polyamide sequences at the ends of dicarboxylic chains with polyoxyalkylene sequences at the ends of diamine chains obtained by cyanoethylation and hydrogenation of polyoxyalkylene alpha-omega dihydroxylated aliphatic sequences called polyetherdiols.
  • copolymers (B) are advantageously of this type.
  • polyamide sequences with dicarboxylic chain ends originate, for example, from the condensation of alpha-omega aminocarboxylic acids, lactams or dicarboxylic acids and diamines in the presence of a chain-limiting dicarboxylic acid.
  • the number-average molar mass Mn of the polyamide blocks is between 300 and 15,000 and preferably between 600 and 5,000.
  • the mass Mn of the polyether blocks is between 100 and 6,000 and preferably between 200 and 3,000.
  • polyamide blocks and polyether blocks can also comprise randomly distributed patterns. These polymers can be prepared by the simultaneous reaction of polyether and precursors of polyamide blocks.
  • polyetherdiol, a lactam (or an alpha-omega amino acid) and a chain-limiting diacid can be reacted in the presence of a little water.
  • a polymer is obtained which essentially has polyether blocks, polyamide blocks of very variable length, but also the various reactants which have reacted randomly which are distributed statistically along the polymer chain.
  • polymers containing polyamide blocks and polyether blocks whether they originate from the copolycondensation of polyamide and polyether blocks prepared beforehand or from a reaction in one step, exhibit, for example, shore D hardnesses which may be between 20 and 75 and advantageously between 30 and 70 and an intrinsic viscosity between 0.8 and 2.5 measured in metacresol at 250 ° C for an initial concentration of 0.8 g / 100 ml.
  • the MFIs can be between 5 and 50 (235 ° C under a load of 1 kg).
  • the polyetherdiol blocks are either used as such and copolycondensed with polyamide blocks with carboxylic ends, or they are aminated to be transformed into polyether diamines and condensed with polyamide blocks with carboxylic ends. They can also be mixed with polyamide precursors and a chain limiter to make polymers with polyamide blocks and polyether blocks having randomly distributed units.
  • the polyamide sequences with dicarboxylic chain ends originate, for example, from the condensation of alpha-omega aminocarboxylic acids, lactams or dicarboxylic acids and diamines in the presence of a chain-limiting dicarboxylic acid.
  • alpha omega aminocarboxylic acids there may be mentioned aminoundecanoic acid, as an example of a lactam, there may be mentioned caprolactam and lauryllactam, as an example of dicarboxylic acid, there may be mentioned adipic acid.
  • the polyamide blocks are made of polyamide 12 or of polyamide 6.
  • the melting temperature of these polyamide blocks which is also that of the copolymer (B) is generally 10 to 15 ° C. below that of PA 12 or PA 6. According to the nature of (A) it may be useful to use a copolymer (B) having a lower melting temperature so as not to degrade (A) during the incorporation of (B), this is what is the subject of the second and third forms of the invention below.
  • the polyamide sequences result from the condensation of one or more alpha omega aminocarboxylic acids and / or of one or more lactams having from 6 to 12 carbon atoms in the presence of a dicarboxylic acid having 4 to 12 carbon atoms and are of low mass, that is to say Mn from 400 to 1000.
  • alpha omega aminocarboxylic acid mention may be made of aminoundecanoic acid and aminododecanoic acid.
  • dicarboxylic acid By way of example of dicarboxylic acid, mention may be made of adipic acid, sebacic acid, isophthalic acid, butanedioic acid, 1,4 cyclohexyldicarboxylic acid, terephthalic acid, sodium salt or lithium acid sulphoisophthalic, dimerized fatty acids (these dimerized fatty acids have a dimer content of at least 98% and are preferably hydrogenated) and dodecanedioic acid HOOC- (CH2) ⁇ o-COOH.
  • lactam By way of example of a lactam, mention may be made of caprolactam and lauryl lactam.
  • Caprolactam should be avoided unless the polyamide is purified from the monomeric caprolactam which remains dissolved therein.
  • Polyamide sequences obtained by condensation of lauryllactam in the presence of adipic acid or dodecanedioic acid and of mass Mn 750 have a melting temperature of 127-130 ° C.
  • the polyamide sequences result from the condensation of at least one alpha omega aminocarboxylic acid (or a lactam), at least one diamine and at least one dicarboxylic acid.
  • the alpha omega aminocarboxylic acid, the lactam and the dicarboxylic acid can be chosen from those mentioned above.
  • the diamine can be an aliphatic diamine having from 6 to 12 atoms, it can be arylic and / or cyclic saturated.
  • Examples include hexamethylenediamine, piperazine, 1-aminoethylpiperazine, bisaminopropylpiperazine, tetramethylene diamine, octamethylene diamine, decamethylene diamine, dodecamethylene diamine, 1.5 diaminohexane, 2.2, 4-trimethyl, 6-diamino-hexane, polyols diamine, isophorone diamine (IPD), methyl pentamethylenediamine (MPDM), bis (aminocyclohexyl) methane (BACM), bis (3-methyl-4 aminocyclohexyl) methane (BMACM).
  • IPD isophorone diamine
  • MPDM methyl pentamethylenediamine
  • ALM bis (aminocyclohexyl) methane
  • BMACM bis (3-methyl-4 aminocyclohexyl) methane
  • the various constituents of the polyamide block and their proportion are chosen to obtain a melting temperature below 150 ° C. and advantageously between 90 and 135 ° C.
  • Copolyamides at low melting temperature are described in US Patents 4,483,975, DE 3,730,504, US 5,459,230.
  • the same proportions of the constituents are used for the polyamide blocks of (B).
  • (B) can also be the copolymers described in US 5489
  • the polyether blocks can represent 5 to 85% by weight of (B).
  • the polyether blocks can contain other units than the ethylene oxide units such as, for example, propyiene oxide or polytetrahydrofuran (which leads to polytetramethylene glycol sequences).
  • PEG blocks can also be used simultaneously, ie those made up of ethylene oxide units, PPG blocks, ie those consisting of propyiene oxide units and PTMG blocks, ie those consisting of tetramethylene glycol units also called polytetrahydrofuran.
  • PEG blocks or blocks obtained by oxyethylation of bisphenols, such as for example bisphenol A are used. These latter products are described in patent EP 613919.
  • the quantity of polyether blocks in (B) is advantageously from 10 to 50%. by weight of (B) and preferably from 35 to 50%.
  • copolymers of the invention can be prepared by any means allowing the polyamide blocks and the polyether blocks to be attached. In practice, essentially two methods are used, one said in 2 steps, the other in one step.
  • the 2-step process consists first of all in preparing the polyamide blocks with carboxylic ends by condensation of the polyamide precursors in the presence of a chain-limiting dicarboxylic acid, then in a second step in adding the polyether and a catalyst. If the polyamide precursors are only lactams or alpha omega aminocarboxylic acids, a dicarboxylic acid is added. If the precursors already comprise a dicarboxylic acid, it is used in excess relative to the stoichiometry of the diamines. The reaction is usually carried out between 180 and 300 ° C, preferably 200 to 260 ° C, the pressure in the reactor is established between 5 and 30 bars, it is maintained for approximately 2 hours. The pressure is slowly reduced by putting the reactor into the atmosphere and then the excess water is distilled, for example an hour or two.
  • the polyamide with carboxylic acid ends having been prepared, the polyether and a catalyst are then added.
  • the polyether can be added one or more times, as can the catalyst.
  • the polyether is first added, the reaction of the OH ends of the polyether and of the COOH ends of the polyamide begins with ester bond formations and elimination of water; Water is removed as much as possible from the reaction medium by distillation and then the catalyst is introduced to complete the bonding of the polyamide blocks and of the polyether blocks.
  • This second step is carried out with stirring preferably under a vacuum of at least 5 mm Hg (650 Pa) at a temperature such that the reagents and the copolymers obtained are in the molten state.
  • this temperature can be between 100 and 400 ° C.
  • the reaction is followed by measuring the torsional torque exerted by the molten polymer on the agitator or by measuring the electric power consumed by the agitator. The end of the reaction is determined by the value of the torque or the power target.
  • the catalyst is defined as being any product making it possible to facilitate the bonding of the polyamide blocks and of the polyether blocks by esterification.
  • the catalyst is advantageously a derivative of a metal (M) chosen from the group formed by titanium, zirconium and hafnium.
  • tetraalkoxides which correspond to the general formula M (OR) 4, in which M represents titanium, zirconium or hafnium and the Rs, identical or different, denote alkyl radicals, linear or branched, having from 1 to 24 carbon atoms.
  • to C24 from which are chosen the radicals R of the tetraalkoxides used as catalysts in the process according to the invention are for example such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, ethylhexyl, decyl, dodecyl, hexadodecyl.
  • the preferred catalysts are the tetraalkoxides for which the radicals R, which are identical or different, are C 1 to C 6 alkyl radicals.
  • the radicals R which are identical or different, are C 1 to C 6 alkyl radicals.
  • examples of such catalysts are in particular Z r (OC2H5) 4, Z r (O-isoC3H7) 4, r ( OC4Hg) 4,
  • the catalyst used in this process according to the invention can consist solely of one or more of the tetraalkoxides of formula M (OR) 4 defined above. It can also be formed by the association of one or more of these tetraalkoxides with one or more alkaline or alkaline-earth alcoholates of formula (Rj O) pY in which Rj denotes a hydrocarbon residue, advantageously an C1 to C24 alkyl residue , and preferably in Cj to C ⁇ , Y represents an alkali or alkaline earth metal and p is the valence of Y.
  • the amounts of alkali or alkaline earth alcoholate and of zirconium or hafnium tetraalkoxides which are combined for constitute the mixed catalyst can vary within wide limits. However, it is preferred to use amounts of alcoholate and tetraalkoxides such that the molar proportion of alcoholate is substantially equal to the molar proportion of tetraalkoxide.
  • the proportion by weight of catalyst that is to say of the tetraalkoxide (s) when the catalyst does not contain alkali or alkaline earth alcoholate or of all of the tetraalkoxide (s) and of alkaline or alkaline alcoholate (s) earthy when the catalyst is formed by the association of these two types of compounds, advantageously varies from 0.01 to 5% of the weight of the mixture of the polyamide dicarboxylic with the polyoxyalkylene glycol, and is preferably between 0.05 and 2% of this weight.
  • salts of the metal (M) in particular the salts of (M) and of an organic acid and the complex salts between the oxide of (M) and / or l hydroxide of (M) and an organic acid.
  • the organic acid can be formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, caprylic acid, lauryac acid, acid myristic, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, cyclohexane carboxylic acid, phenylacetic acid, benzoic acid, salicylic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid and crotonic acid.
  • Acetic and propionic acids are particularly preferred.
  • M is, zirconium.
  • zirconyl salts These salts can be called zirconyl salts.
  • the Applicant without being bound by this explanation, believes that these zirconium and organic acid salts or the complex salts mentioned above release ZrO ++ during the process.
  • the product sold under the name of zirconyl acetate is used.
  • the quantity to be used is the same as for the derivatives M (OR) 4.
  • the two-step process all the reagents used in the two-step process are mixed. That is to say the polyamide precursors, the chain-limiting dicarboxylic acid, the polyether and the catalyst. These are the same reagents and the same catalyst as in the two-step process described above. If the polyamide precursors are only lactams, it is advantageous to add a little water.
  • the copolymer has essentially the same polyether blocks, the same polyamide blocks, but also a small part of the various reactants which have reacted randomly which are distributed statistically along the polymer chain.
  • the reactor is closed and heated with stirring as in the first step of the two-step process described above.
  • the pressure is established between 5 and 30 bars.
  • the reactor is placed under reduced pressure while maintaining vigorous stirring of the molten reactants.
  • the reaction is followed as above for the two-step process.
  • the catalyst used in the one-step process is preferably a salt of the metal (M) and an organic acid or a complex salt between the oxide of (M) and / or the hydroxide of (M) and an acid organic.
  • the ingredient (B) can also be a polyetheresteramide (B) having polyamide blocks comprising sulfonates of dicarboxylic acids either as chain limiters of the polyamide block or associated with a diamine as one of the constituent monomers of the polyamide block and having polyether blocks essentially consisting of alkylene oxide units, as described in international application PCT / FR00 / 02889.
  • compatibilizer C it can be any block copolymer comprising at least one polymerized block comprising styrene and at least one polymerized block comprising methyl methacrylate.
  • the polymerized block comprising styrene is generally present in C at a rate of 20 to 80% by weight.
  • the polymerized block comprising methyl methacrylate is generally present in C in an amount of 20 to 80% by weight.
  • the polymerized block comprising styrene generally has a glass transition temperature greater than 100 ° C. and preferably comprises at least 50% by weight of styrene.
  • the polymerized block comprising styrene can also comprise an unsaturated epoxide (obtained by copolymerization), the latter preferably being glycidyl methacrylate.
  • the unsaturated epoxide can be present in an amount of 0.01% to 5% by weight in the polymerized block comprising styrene.
  • the polymerized block comprising methyl methacrylate generally has a glass transition temperature above 100 ° C. and preferably comprises more than 50% by weight of methyl methacrylate.
  • the polymerized block comprising methyl methacrylate can also comprise an unsaturated epoxide (obtained by copolymerization), the latter preferably being glycidyl methacrylate.
  • the unsaturated epoxide can be present in an amount of 0.01% to 5% by weight in the polymerized block comprising methyl methacrylate.
  • the block copolymer comprising at least one polymerized block comprising styrene and at least one polymerized block comprising methyl methacrylate can also be grafted with an unsaturated epoxide, preferably glycidyl methacrylate.
  • unsaturated epoxides there may be mentioned: aliphatic glycidyl esters and ethers such as allyl glycidyl ether, vinyl glycidyl ether, glycidyl maleate and itaconate,
  • (meth) glycidyl acrylate, and - alicyclic glycidyl esters and ethers such as 2-cyclohexene-1-glycidyl ether, cyclohexene-4,5-diglycidyl carboxylate, cyclohexene-4-glycidyl carboxylate, 5-norbomene- 2-methyl-2-glycidyl carboxylate and endo cis-bicyclo (2,2,1) -5-heptene-2,3-diglycidyl dicarboxylate.
  • part of the styrene can be replaced by unsaturated monomers copolymerizable with styrene, by way of example, Palpha-methylstyrene and the esters may be mentioned
  • the block comprising styrene is a styrene copolymer which may be cited as an example, styrene-alpha-methylstyrene copolymers, styrene-chlorostyrene copolymers, styrene-butadiene copolymers, styrene-isoprene copolymers, styrene copolymers -vinyl chloride, styrene-vinyl acetate copolymers, styrene-alkyl acrylate copolymers (methyl, ethyl, butyl, octyl, phenyl acrylate), styrene-alkyl methacrylate copolymers ( (methyl, ethyl, butyl, phenyl methacrylate), styrene - methyl chloroacrylate copolymers and
  • C can be: a diblock copolymer comprising a block of a polymer of styrene and a block of a polymer of methyl methacrylate; a diblock copolymer comprising a block of a styrene polymer and a block of poly (methyl methacrylate-glycidyl co-methacrylate); a diblock polymer copolymer of styrene-polymer of methyl methacrylate, said copolymer being grafted with glycidyl methacrylate; a diblock copolymer comprising a homopolystyrene block and a methyl homopolymethacrylate block; a diblock copolymer comprising a homopolystyrene block and a poly (methyl methacrylate-co-glycidyl methacrylate) block; - a homopolystyrene-methyl homopolymethacrylate diblock copolymer compris
  • the monomer used to synthesize the elastomeric block B can be a diene chosen from butadiene, isoprene, 2,3-dimethylM, 3-butadiene, 1, 3-pentadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene .
  • B is advantageously chosen from poly (dienes), in particular poly (butadiene), poly (isoprene) and their random copolymers, or also from poly (dienes) partially or completely hydrogenated.
  • those with the lowest Tg are advantageously used, for example 1,4-polybutadiene with Tg (around -90 ° C.) lower than that of 1,2-polybutadiene. (around 0 ° C).
  • B blocks can also be hydrogenated. This hydrogenation is carried out according to the usual techniques.
  • the monomer used to synthesize the elastomeric block B can also be an alkyl (meth) acrylate, the following Tg are obtained in parentheses according to the name of the acrylate: ethyl pacrylate (-24 ° C), butyl pacrylate , (-54 ° C), 2-ethylhexyl acrylate (-85 ° C), hydroxyethyl acrylate (-15 ° C) and 2-ethylhexyl methacrylate (-10 ° C).
  • butyl acrylate is used.
  • the blocks B consist mainly of polybutadiene-1, 4.
  • C can be: - a triblock copolymer S-B-M in which S is a block of a polymer of styrene, B is a block of polybutadiene, and M is a block of a polymer of methyl methacrylate; a triblock copolymer S-B-M in which S is a block of homopolystyrene, B is a block of polybutadiene, and M is a block of methyl homopolymethacrylate;
  • the compatibilizer C can in particular be prepared by controlled radical polymerization techniques in the presence of a stable free radical (generally a nitroxide) on the principle of the teaching of EP 927727.
  • SBM can be obtained by anionic route.
  • Anti-statism increases with the proportion of (B) and for equal amounts of (B) with the proportion of ethylene oxide units contained in (B).
  • (B) sufficient for obtaining, at the level of the final composition, a surface resistivity measured according to standard IEC93 Less than 5.10 13 ⁇ / D.
  • a proportion of (B) in sufficient proportion so that the final composition has a volume resistivity measured according to the IEC93 standard less than 5.10 16 ⁇ .cm.
  • the amount of (B) + (C) is advantageously from 5 to 30 parts for
  • the ratio (B) / (C) is advantageously between 4 and 10.
  • the amount of C in the composition can range from 0.5 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of composition.
  • mineral fillers talc, CasCO, kaolin, etc.
  • reinforcements fiberglass, mineral fiber, carbon fiber, etc.
  • stabilizers thermo, UV
  • flame retardants and dyes talc, CasCO, kaolin, etc.
  • compositions of the invention are prepared by the usual techniques of thermoplastics such as for example by extrusion or using twin-screw mixers.
  • the present invention also relates to objects manufactured with the preceding compositions; these are, for example, films, tubes, plates, packaging, computer, fax or telephone cases.
  • GMA glycidyl methacrylate
  • MAM methyl methacrylate
  • MS polystyrene-block-polymethyl methacrylate
  • - SM / GMA polystyrene-polymethyl methacrylate block grafted / copolymerized with glycidyl methacrylate
  • PEG polyethylene glycol
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • Mw mass average molecular weight
  • Mn average molecular mass in number
  • Mw / Mn polydispersity
  • Rv volume resistivity ( ⁇ .cm)
  • HO-TEMPO 4-hydroxy ⁇ 2,2,6,6-tetramethyl-1 ⁇ ⁇ iperidinyloxy usually sold under the name 4-hydroxy TEMPO; SEC: size exclusion chromatography; - LAC: liquid adsorption chromatography;
  • MH1657 copolyether-block amide having polyamide 6 blocks of average molar mass in number 1500 and PEG blocks of average molar mass in number 1500; the melting point is 204 ° C.
  • This copolymer is marketed by the company ATOFINA under the brand Pebax MH1657.
  • - SM / GMA this is a polystyrene-block copolymer
  • the compositions obtained are injected on a press at temperatures of 220 to 240 ° C in the form of dumbbells, bars or plates.
  • the dumbbells make it possible to carry out the tensile tests of standard ISO R527 and the bars are used for the Charpy impact notched according to standard ISO 179: 93 1eA.
  • Antistatic properties Plates with the following dimensions 100x100x2 mm 3 are injection molded and allow the resistivity measurement tests to be carried out according to the IEC-93 standard.
  • the reactors are connected by a thermally insulated piping and wound with heating cord preventing any cooling during the casting.
  • Styrene, solvent, initiator and OH-TEMPO from the family of nitroxides are introduced into the reactor under atmospheric pressure, then heated to 140 ° C. A kinetic study is carried out on the reaction mixture and this is why samples are taken from the
  • the reaction mixture is brought to approximately 140 ° C. for approximately 3 hours and then subjected to devolatilization so as to remove the volatile species.
  • the copolymer is recovered in the form of granules.
  • Oil bath temperature 160 ° C
  • Condenser temperature - 20 ° C.
  • the origin of the times for the conversion of styrene is chosen when the temperature of the polymerization medium reaches 130 ° C.
  • the quantity of MAM (or MAM / GMA mixture is preheated to boiling before being added to the reaction mixture.
  • the temperature of the oil bath is left constant at 160 ° C.
  • the product is then recovered in the form of granules.
  • the product is analyzed in LAC, GPC and NMR as well as in TEM. after having carried out a film by slow evaporation in chloroform. In addition to these SEC analyzes, quantitative LAC analyzes were carried out. With this technique, it was then possible to quantify the homopolystyrene and homoPMMA levels present in the reaction mixture.
  • MMM three units of neighboring MAM
  • SMS unit of styrene followed by MAM which is followed by S
  • the block copolymers were used as obtained without separation from the homopolystyrene which was mixed with it.
  • This homopolystyrene can be considered to be a styrene resin (A).
  • A styrene resin
  • the amounts of SM and SM / GMA indicated correspond to amounts of pure copolymer.
  • the amounts of homopolystyrene provided during the addition of block copolymer are reported in the second row of the table.

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Abstract

The invention relates to a composition comprising, for 100 parts by weight, 99-60 parts of a styrenic polymer (A), 1 - 40 parts of (B) + (C), (B) being a polyamide block and polyether block copolymer essentially comprising ethylene oxide patterns (C2H4-O)-, (C) being a compatibilizer chosen from block copolymers comprising at least one polymerized block comprising styrene and at elast one polymerized block comprising methyl methacrylate, (B)/(C) ranging from 2 to10.

Description

COMPOSITIONS DE POLYMÈRES STYRENIQUES ANTISTATIQUES ANTISTATIC STYRENIC POLYMER COMPOSITIONS
. Dαπαn. Dαπαn
L'invention concerne des compositions de polymères styrèniques antistatiques et plus précisément une composition comprenant un polymère styrènique (A), un copolymère (B) à blocs polyamides et blocs polyéthers comprenant essentiellement des motifs oxyde d'éthylène — (C2H4— O)~ et un compatibilisant (C).The invention relates to antistatic styrene polymer compositions and more specifically a composition comprising a styrene polymer (A), a copolymer (B) with polyamide blocks and polyether blocks essentially comprising ethylene oxide units - (C2H4— O) ~ and a compatibilizer (C).
Il s'agit de donner au polymère styrènique (A) des propriétés antistatiques. La formation et la rétention de charges d'électricité statique à la surface de la plupart des matières plastiques sont connues. La présence d'électricité statique sur des films thermoplastiques conduit par exemple ces films à se coller les uns sur les autres rendant leur séparation difficile. La présence d'électricité statique sur des films d'emballage peut provoquer l'accumulation de poussières sur les objets à emballer et ainsi gêner leur utilisation. Les résines styrèniques telles que par exemple le polystyrène ou l'ABS sont utilisées pour faire des boîtiers d'ordinateurs, de téléphones, de téléviseurs, de photocopieurs ainsi que de nombreux objets. L'électricité statique provoque l'accumulation de poussières mais surtout peut aussi endommager les microprocesseurs ou les constituants des circuits électroniques contenus dans ces objets. Pour ces applications, on cherche généralement des compositions à base de résine styrènique présentant une résistivité superficielle mesurée selon la norme IEC93 inférieure à 5.1013Ω/D ou une résistivité volumique mesurée selon la norme IEC93 inférieure à 5.1016 Ω.cm (on choisi le type de résistivité en fonction de l'application, étant entendu que ces deux types de résistivité évoluent de toute façon dans le même sens). On considère en effet que de telles résistivités procurent des propriétés antistatiques suffisantes pour certaines applications dans le domaine des matériaux polymère en contact avec des composants électroniques.This is to give the styrene polymer (A) antistatic properties. The formation and retention of static electricity charges on the surface of most plastics is known. The presence of static electricity on thermoplastic films leads for example these films to stick to each other making their separation difficult. The presence of static electricity on packaging films can cause the accumulation of dust on the objects to be packaged and thus hinder their use. Styrene resins such as for example polystyrene or ABS are used to make cases for computers, telephones, televisions, photocopiers as well as many objects. Static electricity causes the accumulation of dust but above all can also damage the microprocessors or the components of the electronic circuits contained in these objects. For these applications, we generally seek compositions based on styrene resin having a surface resistivity measured according to standard IEC93 less than 5.10 13 Ω / D or a volume resistivity measured according to standard IEC93 less than 5.10 16 Ω.cm (we choose the type of resistivity depending on the application, it being understood that these two types of resistivity evolve in the same direction anyway). It is indeed considered that such resistivities provide sufficient antistatic properties for certain applications in the field of polymer materials in contact with electronic components.
L'art antérieur a décrit des agents antistatiques tels que des surfactants ioniques du type aminés ethoxylées ou sulfonates qu'on ajoute dans des polymères. Cependant les propriétés antistatiques des polymères dépendent de l'humidité ambiante et elles ne sont pas permanentes puisque ces agents migrent à la surface des polymères et disparaissent. Il a alors été proposé comme agents antistatiques des copolymères à blocs polyamides et blocs polyéthers hydrophiles, ces agents ont l'avantage de ne pas migrer et donc de donner des propriétés antistatiques permanentes et de plus indépendantes de l'humidité ambiante.The prior art has described antistatic agents such as ionic surfactants of the ethoxylated amino or sulfonate type which are added to polymers. However, the antistatic properties of the polymers depend on the ambient humidity and they are not permanent since these agents migrate to the surface of the polymers and disappear. It was then proposed as antistatic agents copolymers with polyamide blocks and hydrophilic polyether blocks, these agents have the advantage of not migrating and therefore to give permanent antistatic properties and more independent of ambient humidity.
La demande de brevet japonais JP 60 170 646 A publiée le 4 septembre 1985 décrit des compositions constituées de 0,01 à 50 parties de polyether bloc amide et de 100 parties de polystyrène, elles sont utiles pour faire des pièces de glissement et des pièces résistant à l'usure. Les propriétés antistatiques ne sont pas citées.Japanese patent application JP 60 170 646 A published on September 4, 1985 describes compositions consisting of 0.01 to 50 parts of polyether block amide and 100 parts of polystyrene, they are useful for making sliding parts and resistant parts to wear. Antistatic properties are not mentioned.
La demande de brevet EP 167 824 publiée le 15 janvier 1986 décrit des compositions similaires aux précédentes et selon une forme de l'invention le polystyrène peut être mélangé avec un polystyrène fonctionnalisé par un anhydride carboxylique insaturé. Ces compositions sont utiles pour faire des pièces injectées. Les propriétés antistatiques ne sont pas citées.Patent application EP 167 824 published on January 15, 1986 describes compositions similar to the previous ones and according to one form of the invention, the polystyrene can be mixed with a polystyrene functionalized with an unsaturated carboxylic anhydride. These compositions are useful for making injected parts. Antistatic properties are not mentioned.
La demande de brevet japonais JP 60 023 435 A publiée le 6 févrierJapanese patent application JP 60 023 435 A published on February 6
1985 décrit des compositions antistatiques comprenant 5 à 80% de polyetheresteramide et 95 à 20% d'une résine thermoplastique choisie entre autres parmi le polystyrène, l'ABS et le PMMA, cette résine étant fonctionnalisée par l'acide acrylique ou l'anhydride maléique. La quantité de polyetheresteramide dans les exemples est de 30% en poids des compositions. Le brevet EP 242 158 décrit des compositions antistatiques comprenant 1 à 40% de polyetheresteramide et 99 à 60% d'une résine thermoplastique choisie parmi les résines styrèniques, le PPO et le polycarbonate. Selon une forme préférée les compositions comprennent aussi un polymère vinylique fonctionnalisé par un acide carboxylique pouvant être par exemple un polystyrène modifié par l'acide méthacrylique.1985 describes antistatic compositions comprising 5 to 80% of polyetheresteramide and 95 to 20% of a thermoplastic resin chosen among others from polystyrene, ABS and PMMA, this resin being functionalized with acrylic acid or maleic anhydride . The amount of polyetheresteramide in the examples is 30% by weight of the compositions. Patent EP 242 158 describes antistatic compositions comprising 1 to 40% of polyetheresteramide and 99 to 60% of a thermoplastic resin chosen from styrene resins, PPO and polycarbonate. According to a preferred form, the compositions also comprise a vinyl polymer functionalized with a carboxylic acid which may for example be a polystyrene modified with methacrylic acid.
La demande de brevet internationale PCT/FR00/02140 enseigne l'utilisation de copolymères du styrène et d'un anhydride d'acide carboxylique insaturé, de copolymères de Péthylène et d'un anhydride d'acide carboxylique insaturé, de copolymères de l'éthylène et d'un époxyde insaturé, de copolymères blocs SBS ou SIS greffés par un acide carboxylique ou un anhydride d'acide carboxylique insaturé comme compatibilisant entre une résine styrènique et un copolymère à blocs polyamide et blocs polyether. Comme documents de l'art antérieur, on peut encore citer: EP 927727, - J. Polym. Sci, Part C: Polym. Lett. (1989), 27(12), 481International patent application PCT / FR00 / 02140 teaches the use of copolymers of styrene and an unsaturated carboxylic acid anhydride, copolymers of ethylene and an unsaturated carboxylic acid anhydride, copolymers of ethylene and of an unsaturated epoxide, of SBS or SIS block copolymers grafted with a carboxylic acid or an unsaturated carboxylic acid anhydride as compatibilizer between a styrene resin and a copolymer with polyamide blocks and polyether blocks. As documents of the prior art, mention may also be made of: EP 927727, - J. Polym. Sci, Part C: Polym. Lett. (1989), 27 (12), 481
J. Polym. Sci, Part B, Polym. Phys. (1996), 34(7), 1289 - JAPS, (1995), 58(4), 753 JP 04370156 JP 04239045 JP 02014232 JP 11060855 JP 11060856 - JP 09249780J. Polym. Sci, Part B, Polym. Phys. (1996), 34 (7), 1289 - JAPS, (1995), 58 (4), 753 JP 04370156 JP 04239045 JP 02014232 JP 11060855 JP 11060856 - JP 09249780
JP 08239530 JP08143780 L'art antérieur montre soit des mélanges (i) de résine styrènique et de polyetheresteramide sans compatibilisant, soit des mélanges (ii) de polyetheresteramide et de résine styrènique fonctionnalisée soit encore des mélanges (iii) de polyetheresteramide, de résine styrènique non fonctionnalisée et de résine styrènique fonctionnalisée.JP 08239530 JP08143780 The prior art shows either mixtures (i) of styrene resin and polyetheresteramide without compatibilizer, or mixtures (ii) of polyetheresteramide and functionalized styrene resin or mixtures (iii) of polyetheresteramide, non-styrene resin functionalized and functionalized styrene resin.
Les mélanges (i) sont antistatiques si le polyetheresteramide est bien choisi mais ont de mauvaises propriétés mécaniques, en particulier l'allongement à la rupture est très inférieur à celui de la résine styrènique seule. Quant aux mélanges (ii) et (iii) il est nécessaire de disposer d'une résine styrènique fonctionnalisée ce qui est compliqué et coûteux. Le but de l'invention est de rendre antistatique les résines styrèniques ordinaires utilisées pour faire les objets cités plus haut, ces résines n'étant pas fonctionnalisées. On a maintenant trouvé qu'en utilisant des compatibilisants particuliers on pouvait obtenir des compositions de résines styrèniques comprenant une résine styrènique et un copolymère à blocs polyamide et blocs polyether , ayant un excellent allongement à la rupture , une excellente contrainte à la rupture et une excellente résistance au choc (charpy entaillé), comparé à la même composition sans compatibilisant. La présente invention concerne une composition comprenant pour 100 parties en poids : - 99 à 60 parties en poids d'un polymère styrènique (A), - 1 à 40 parties en poids de (B) + (C), (B) étant un copolymère à blocs polyamide et blocs polyether comprenant essentiellement des motifs oxyde d'éthylène — (C2H4 — O)— , (C) étant un compatibilisant choisi parmi les copolymères à blocs comprenant au moins un bloc polymérisé comprenant du styrène et au moins un bloc polymérisé comprenant du methacrylate de méthyle, le rapport en masse (B)/(C) étant compris entre 2 et 10.The mixtures (i) are antistatic if the polyetheresteramide is well chosen but have poor mechanical properties, in particular the elongation at break is much less than that of styrene resin alone. As for mixtures (ii) and (iii), it is necessary to have a functionalized styrene resin, which is complicated and expensive. The object of the invention is to make the ordinary styrene resins used to make the objects mentioned above antistatic, these resins not being functionalized. It has now been found that by using specific compatibilizers one can obtain styrene resin compositions comprising a styrene resin and a copolymer with polyamide blocks and polyether blocks, having an excellent elongation at break, an excellent stress at break and an excellent impact resistance (notched charpy), compared to the same composition without compatibilizer. The present invention relates to a composition comprising per 100 parts by weight: - 99 to 60 parts by weight of a styrene polymer (A), - 1 to 40 parts by weight of (B) + (C), (B) being a polyamide block and polyether block copolymer essentially comprising ethylene oxide units - (C2H4 - O) -, (C) being a compatibilizer chosen from block copolymers comprising at least one polymerized block comprising styrene and at least one polymerized block comprising methyl methacrylate, the mass ratio (B) / (C) being between 2 and 10.
A titre d'exemple de polymère styrènique (A) on peut citer le polystyrène, le polystyrène modifié par des élastomères, les copolymères statistiques ou à bloc du styrène et des diènes comme le butadiène, les copolymères du styrène et de l'acrylonitrile (SAN), le SAN modifié par des élastomères en particulier l'ABS qu'on obtient par exemple par greffage (graft-polymérisation) de styrène et" d'acrylonitrile sur un tronc de polybutadiène ou de copolymère butadiène-acrylonitrile, les mélanges de SAN et d'ABS. Les élastomères mentionnés ci dessus peuvent être par exemple l'EPR (abréviation d'éthylène-propylène-rubber ou élastomère éthylène-propylene), l'EPDM (abréviation d'éthylène-propylene-diène rubber ou élastomère éthylène-propylene-diène), le polybutadipne, le copolymère acrylonitrile-butadiène, le polyisoprène, le copolymère isoprène-acrylonitrile. Notamment, A peut être un polystyrène choc comprenant une matrice de polystyrène entourant des nodules de caoutchouc généralement comprenant du polybutadiène.By way of example of a styrene polymer (A), mention may be made of polystyrene, polystyrene modified with elastomers, random or block copolymers of styrene and dienes such as butadiene, copolymers of styrene and acrylonitrile (SAN), the SAN modified by elastomers in particular ABS which is obtained for example by grafting (graft-polymerization) of styrene and " acrylonitrile on a trunk of polybutadiene or butadiene-acrylonitrile copolymer, mixtures of SAN and ABS. The elastomers mentioned above may for example be EPR (abbreviation of ethylene-propylene-rubber or ethylene-propylene elastomer), EPDM (abbreviation of ethylene -propylene-diene rubber or ethylene-propylene-diene elastomer), polybutadipne, acrylonitrile-butadiene copolymer, polyisoprene, isoprene-acrylonitrile copolymer. In particular, A may be an impact polystyrene comprising a polystyrene matrix surrounding rubber nodules generally comprising polybutadiene.
Dans les polymères (A) qu'on vient de citer une partie du styrène peut être remplacée par des monomères insaturés copolymèrisables avec le styrène, à titre d'exemple on peut citer l'alpha-methylstyrène et les esters (meth)acryliques. Dans ce cas, A peut comprendre un copolymère du styrène dont on peut citer les copolymères styrène-alpha-méthylstyrène, les copolymères styrène-chlorostyrène, les copolymères styrène-propylène, les copolymères styrène-butadiène, les copolymères styrène-isoprène, les copolymères styrène-chlorure de vinyle, les copolymères styrène-acétate de vinyle, les copolymères styrène-acrylate d'alkyle (acrylate de méthyle, d'éthyle, de butyle, d'octyle, de phényle), les copolymères styrène - methacrylate d'alkyle (methacrylate de méthyle, d'éthyle, de butyle, de phényle), les copolymères styrène - -chloroacrylate de méthyle et les copolymères styrène - acrylonitrile - acrylate d'alkyle. Dans ces copolymères, la teneur en comonomères va généralement jusqu'à 20% en poids. La présente invention concerne aussi des polystyrènes metallocènes à haut point de fusion!In the polymers (A) which have just been mentioned, part of the styrene can be replaced by unsaturated monomers copolymerizable with styrene, by way of example, we may mention alpha-methylstyrene and (meth) acrylic esters. In this case, A can comprise a styrene copolymer, styrene-alpha-methylstyrene copolymers, styrene-chlorostyrene copolymers, styrene-propylene copolymers, styrene-butadiene copolymers, styrene-isoprene copolymers, styrene copolymers which may be mentioned -vinyl chloride, styrene-vinyl acetate copolymers, styrene-alkyl acrylate copolymers (methyl, ethyl, butyl, octyl, phenyl acrylate), styrene-alkyl methacrylate copolymers ( methyl, ethyl, butyl, phenyl methacrylate), styrene - methyl chloroacrylate copolymers and styrene - acrylonitrile - alkyl acrylate copolymers. In these copolymers, the comonomer content generally ranges up to 20% by weight. The present invention also relates to metallocene polystyrenes with a high melting point!
On ne sortirait pas du cadre de l'invention si (A) était un mélange de deux ou plusieurs des polymères précédents.It would not be departing from the scope of the invention if (A) were a mixture of two or more of the preceding polymers.
Le polymère styrènique A comprend de préférence plus de 50% en poids de styrène. Pour le cas ou le polymère styrènique est le SAN , il contient de préférence plus de 75 % en poids de styrène.The styrene polymer A preferably comprises more than 50% by weight of styrene. In the case where the styrene polymer is SAN, it preferably contains more than 75% by weight of styrene.
Les polymères (B) à blocs polyamides et blocs polyéthers résultent de la copolycondensation de séquences polyamides à extrémités réactives avec des séquences polyéthers à extrémités réactives, telles que, entre autres : 1) Séquences polyamides à bouts de chaîne diamines avec des séquences polyoxyalkylènes à bouts de chaînes dicarboxyliques.The polymers (B) containing polyamide blocks and polyether blocks result from the copolycondensation of polyamide blocks with reactive ends with polyether blocks with reactive ends, such as, inter alia: 1) Polyamide sequences with diamine chain ends with polyoxyalkylene sequences with dicarboxylic chain ends.
2) Séquences polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques avec des séquences polyoxyalkylènes à bouts de chaînes diamines obtenues par cyanoéthylation et hydrogénation de séquences polyoxyalkylène alpha- oméga dihydroxylées aliphatique appelées polyétherdiols.2) Polyamide sequences at the ends of dicarboxylic chains with polyoxyalkylene sequences at the ends of diamine chains obtained by cyanoethylation and hydrogenation of polyoxyalkylene alpha-omega dihydroxylated aliphatic sequences called polyetherdiols.
3) Séquences polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques avec des polyétherdiols, les produits obtenus étant, dans ce cas particulier, des polyétheresteramides. Les copolymères (B) sont avantageusement de ce type.3) Polyamide sequences at the ends of dicarboxylic chains with polyetherdiols, the products obtained being, in this particular case, polyetheresteramides. The copolymers (B) are advantageously of this type.
Les séquences polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques proviennent, par exemple, de la condensation d'acides alpha-oméga aminocarboxyliques, de lactames ou de diacides carboxyliques et diamines en présence d'un diacide carboxylique limiteur de chaîne.The polyamide sequences with dicarboxylic chain ends originate, for example, from the condensation of alpha-omega aminocarboxylic acids, lactams or dicarboxylic acids and diamines in the presence of a chain-limiting dicarboxylic acid.
La masse molaire en nombre Mn des séquences polyamides est comprise entre 300 et 15 000 et de préférence entre 600 et 5 000. La masse Mn des séquences polyether est comprise entre 100 et 6 000 et de préférence entre 200 et 3 000. Les polymères à blocs polyamides et blocs polyéthers peuvent aussi comprendre des motifs répartis de façon aléatoire. Ces polymères peuvent être préparés par la réaction simultanée du polyether et des précurseurs des blocs polyamides.The number-average molar mass Mn of the polyamide blocks is between 300 and 15,000 and preferably between 600 and 5,000. The mass Mn of the polyether blocks is between 100 and 6,000 and preferably between 200 and 3,000. polyamide blocks and polyether blocks can also comprise randomly distributed patterns. These polymers can be prepared by the simultaneous reaction of polyether and precursors of polyamide blocks.
Par exemple, on peut faire réagir du polyétherdiol, un lactame (ou un alpha-oméga amino acide) et un diacide limiteur de chaîne en présence d'un peu d'eau. On obtient un polymère ayant essentiellement des blocs polyéthers, des blocs polyamides de longueur très variable, mais aussi les différents réactifs ayant réagi de façon aléatoire qui sont répartis de façon statistique le long de la chaîne polymère. Ces polymères à blocs polyamides et blocs polyéthers qu'ils proviennent de la copolycondensation de séquences polyamides et polyéthers préparées auparavant ou d'une réaction en une étape présentent, par exemple, des duretés shore D pouvant être comprises entre 20 et 75 et avantageusement entre 30 et 70 et une viscosité intrinsèque entre 0,8 et 2,5 mesurée dans le métacresol à 250° C pour une concentration initiale de.0,8 g/100 ml. Les MFI peuvent être compris entre 5 et 50 (235°C sous une charge de 1 kg). Les blocs polyétherdiols sont soit utilisés tels quels et copolycondensés avec des blocs polyamides à extrémités carboxyliques, soit ils sont aminés pour être transformés en polyether diamines et condensés avec des blocs polyamides à extrémités carboxyliques. Ils peuvent être aussi mélangés avec des précurseurs de polyamide et un limiteur de chaîne pour faire les polymères à blocs polyamides et blocs polyéthers ayant des motifs répartis de façon statistique.For example, polyetherdiol, a lactam (or an alpha-omega amino acid) and a chain-limiting diacid can be reacted in the presence of a little water. A polymer is obtained which essentially has polyether blocks, polyamide blocks of very variable length, but also the various reactants which have reacted randomly which are distributed statistically along the polymer chain. These polymers containing polyamide blocks and polyether blocks, whether they originate from the copolycondensation of polyamide and polyether blocks prepared beforehand or from a reaction in one step, exhibit, for example, shore D hardnesses which may be between 20 and 75 and advantageously between 30 and 70 and an intrinsic viscosity between 0.8 and 2.5 measured in metacresol at 250 ° C for an initial concentration of 0.8 g / 100 ml. The MFIs can be between 5 and 50 (235 ° C under a load of 1 kg). The polyetherdiol blocks are either used as such and copolycondensed with polyamide blocks with carboxylic ends, or they are aminated to be transformed into polyether diamines and condensed with polyamide blocks with carboxylic ends. They can also be mixed with polyamide precursors and a chain limiter to make polymers with polyamide blocks and polyether blocks having randomly distributed units.
Des polymères à blocs polyamides et polyéthers sont décrits dans les brevets US 4331 786, US 4 115475, US 4 195015, US 4839441 , US 4 864 014, US 4230838 et US 4332920.Polymers containing polyamide and polyether blocks are described in patents US 4,331,786, US 4,115,475, US 4 195015, US 4839441, US 4 864 014, US 4230838 and US 4332920.
Selon une première forme de l'invention Les séquences polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques proviennent, par exemple, de la condensation d'acides alpha-oméga aminocarboxyliques, de lactames ou de diacides carboxyliques et diamines en présence d'un diacide carboxylique limiteur de chaîne. A titre d'exemple d'acides alpha oméga aminocarboxyliques on peut citer l'acide aminoundécanoïque, à titre d'exemple de lactame on peut citer le caprolactame et le lauryllactame, à titre d'exemple de diacide carboxylique on peut citer l'acide adipique, l'acide decanedioïque et l'acide dodecanedioïque, à titre d'exemple de diamine on peut citer l'hexamethylène diamine. Avantageusement les blocs polyamides sont en polyamide12 ou en polyamide 6. La température de fusion de ces séquences polyamides qui est aussi celle du copolymère (B) est en général 10 à 15°C en dessous de celle du PA 12 ou du PA 6. Selon la nature de (A) il peut être utile d'utiliser un copolymère (B) ayant une température de fusion moins élevée pour ne pas dégrader (A) pendant l'incorporation de (B), c'est ce qui fait l'objet des deuxième et troisième forme de l'invention ci dessous.According to a first form of the invention The polyamide sequences with dicarboxylic chain ends originate, for example, from the condensation of alpha-omega aminocarboxylic acids, lactams or dicarboxylic acids and diamines in the presence of a chain-limiting dicarboxylic acid. . As an example of alpha omega aminocarboxylic acids, there may be mentioned aminoundecanoic acid, as an example of a lactam, there may be mentioned caprolactam and lauryllactam, as an example of dicarboxylic acid, there may be mentioned adipic acid. , decanedioic acid and dodecanedioic acid, by way of example of a diamine, mention may be made of hexamethylene diamine. Advantageously, the polyamide blocks are made of polyamide 12 or of polyamide 6. The melting temperature of these polyamide blocks which is also that of the copolymer (B) is generally 10 to 15 ° C. below that of PA 12 or PA 6. According to the nature of (A) it may be useful to use a copolymer (B) having a lower melting temperature so as not to degrade (A) during the incorporation of (B), this is what is the subject of the second and third forms of the invention below.
Selon une deuxième forme de l'invention les séquences polyamides résultent de la condensation d'un ou plusieurs acides alpha oméga aminocarboxyliques et/ou d'un ou plusieurs lactames ayant de 6 à 12 atomes de carbone en présence d'un diacide carboxylique ayant de 4 à 12 atomes de carbone et sont de faible masse c'est-à-dire Mn de 400 à 1000. A titre d'exemple d'acide alpha oméga aminocarboxylique on peut citer l'acide aminoundécanoïque et l'acide aminododécanoïque. A titre d'exemple d'acide dicarboxylique on peut citer l'acide adipique, l'acide sébacique, l'acide isophtalique, l'acide butanedioïque, l'acide 1,4 cyclohexyldicarboxylique, l'acide téréphtalique, le sel de sodium ou de lithium de l'acide sulphoisophtalique, les acides gras dimérisés(ces acides gras dimérisés ont une teneur en dimère d'au moins 98% et sont de préférence hydrogénés) et l'acide dodecanedioïque HOOC-(CH2)ιo-COOH.According to a second form of the invention, the polyamide sequences result from the condensation of one or more alpha omega aminocarboxylic acids and / or of one or more lactams having from 6 to 12 carbon atoms in the presence of a dicarboxylic acid having 4 to 12 carbon atoms and are of low mass, that is to say Mn from 400 to 1000. By way of example of alpha omega aminocarboxylic acid, mention may be made of aminoundecanoic acid and aminododecanoic acid. By way of example of dicarboxylic acid, mention may be made of adipic acid, sebacic acid, isophthalic acid, butanedioic acid, 1,4 cyclohexyldicarboxylic acid, terephthalic acid, sodium salt or lithium acid sulphoisophthalic, dimerized fatty acids (these dimerized fatty acids have a dimer content of at least 98% and are preferably hydrogenated) and dodecanedioic acid HOOC- (CH2) ιo-COOH.
A titre d'exemple de lactame on peut citer le caprolactame et le lauryl lactame.By way of example of a lactam, mention may be made of caprolactam and lauryl lactam.
On évitera le caprolactame à moins de purifier le polyamide du caprolactame monomère qui y reste dissous.Caprolactam should be avoided unless the polyamide is purified from the monomeric caprolactam which remains dissolved therein.
Des séquences polyamides obtenues par condensation du lauryllactame en présence d'acide adipique ou d'acide dodecanedioïque et de masse Mn 750 ont une température de fusion de 127 - 130°C.Polyamide sequences obtained by condensation of lauryllactam in the presence of adipic acid or dodecanedioic acid and of mass Mn 750 have a melting temperature of 127-130 ° C.
Selon une troisième forme de l'invention les séquences polyamides résultent de la condensation d'au moins un acide alpha oméga aminocarboxylique (ou un lactame), au moins une diamine et au moins un diacide carboxylique. L'acide alpha oméga aminocarboxylique, le lactame et le diacide carboxylique peuvent être choisis parmi ceux cités plus haut.According to a third form of the invention, the polyamide sequences result from the condensation of at least one alpha omega aminocarboxylic acid (or a lactam), at least one diamine and at least one dicarboxylic acid. The alpha omega aminocarboxylic acid, the lactam and the dicarboxylic acid can be chosen from those mentioned above.
La diamine peut être une diamine aliphatique ayant de 6 à 12 atomes, elle peut être arylique et/ou cyclique saturée.The diamine can be an aliphatic diamine having from 6 to 12 atoms, it can be arylic and / or cyclic saturated.
A titre d'exemples on peut citer Phexaméthylènediamine, la pipérazine, l'1-aminoethylpipérazine, la bisaminopropylpipérazine, la tetraméthylène diamine, l'octaméthylène diamine, la decaméthylène diamine, la dodecaméthylène diamine, le 1,5 diaminohexane, le 2,2,4-triméthy ,6- diamino-hexane, les polyols diamine, l'isophorone diamine (IPD), le méthyle pentaméthylènediamine (MPDM), la bis(aminocyclohéxyl) méthane (BACM), la bis(3-méthyl-4 aminocyclohéxyl) méthane (BMACM). Dans les deuxième et troisième forme de l'invention les différents constituants de la séquence polyamide et leur proportion sont choisis pour obtenir une température de fusion inférieure à 150°C et avantageusement comprise entre 90 et 135°C. Des copolyamides à basse température de fusion sont décrits dans les brevets US 4 483 975, DE 3 730 504, US 5 459 230. On reprend les mêmes proportions des constituants pour les blocs polyamides de (B). (B) peut être aussi les copolymères décrits dans US 5489Examples include hexamethylenediamine, piperazine, 1-aminoethylpiperazine, bisaminopropylpiperazine, tetramethylene diamine, octamethylene diamine, decamethylene diamine, dodecamethylene diamine, 1.5 diaminohexane, 2.2, 4-trimethyl, 6-diamino-hexane, polyols diamine, isophorone diamine (IPD), methyl pentamethylenediamine (MPDM), bis (aminocyclohexyl) methane (BACM), bis (3-methyl-4 aminocyclohexyl) methane (BMACM). In the second and third forms of the invention, the various constituents of the polyamide block and their proportion are chosen to obtain a melting temperature below 150 ° C. and advantageously between 90 and 135 ° C. Copolyamides at low melting temperature are described in US Patents 4,483,975, DE 3,730,504, US 5,459,230. The same proportions of the constituents are used for the polyamide blocks of (B). (B) can also be the copolymers described in US 5489
667.667.
Les blocs polyether peuvent représenter 5 à 85 % en poids de (B). Les blocs polyether peuvent contenir d'autres motifs que les motifs oxyde d'éthylène tels que par exemple de l'oxyde de propyiène ou du polytetrahydrofurane(qui conduit aux enchaînements polytetraméthylène glycol). On peut aussi utiliser simultanément des blocs PEG c'est à dire ceux constitués de motifs oxyde d'éthylène, des blocs PPG c'est à dire ceux constitués de motifs oxyde de propyiène et des blocs PTMG c'est à dire ceux constitués de motifs tetraméthylène glycol appelés aussi polytetrahydrofurane. On utilise avantageusement des blocs PEG ou des blocs obtenus par oxyethylation de bisphenols, tels que par exemple le bisphenol A. Ces derniers produits sont décrits dans le brevet EP 613919. La quantité de blocs polyether dans (B) est avantageusement de 10 à 50% en poids de (B) et de préférence de 35 à 50%.The polyether blocks can represent 5 to 85% by weight of (B). The polyether blocks can contain other units than the ethylene oxide units such as, for example, propyiene oxide or polytetrahydrofuran (which leads to polytetramethylene glycol sequences). PEG blocks can also be used simultaneously, ie those made up of ethylene oxide units, PPG blocks, ie those consisting of propyiene oxide units and PTMG blocks, ie those consisting of tetramethylene glycol units also called polytetrahydrofuran. Advantageously, PEG blocks or blocks obtained by oxyethylation of bisphenols, such as for example bisphenol A, are used. These latter products are described in patent EP 613919. The quantity of polyether blocks in (B) is advantageously from 10 to 50%. by weight of (B) and preferably from 35 to 50%.
Les copolymères de l'invention peuvent être préparés par tout moyen permettant d'accrocher les blocs polyamide et les blocs polyether. En pratique on utilise essentiellement deux procédés l'un dit en 2 étapes, l'autre en une étape.The copolymers of the invention can be prepared by any means allowing the polyamide blocks and the polyether blocks to be attached. In practice, essentially two methods are used, one said in 2 steps, the other in one step.
Le procédé en 2 étapes consiste d'abord à préparer les blocs polyamide à extrémités carboxyliques par condensation des précurseurs de polyamide en présence d'un diacide carboxylique limiteur de chaîne puis dans une deuxième étape à ajouter le polyether et un catalyseur. Si les précurseurs de polyamide ne sont que des lactames ou des acides alpha oméga aminocarboxyliques, on ajoute un diacide carboxylique. Si les précurseurs comprennent déjà un diacide carboxylique on l'utilise en excédent par rapport à la stœchiométrie des diamines. La réaction se fait habituellement entre 180 et 300°C, de préférence 200 à 260°C la pression dans le réacteur s'établit entre 5 et 30 bars, on la maintient environ 2 heures. On réduit lentement la pression en mettant le réacteur à l'atmosphère puis on distille l'eau excédentaire par exemple une heure ou deux.The 2-step process consists first of all in preparing the polyamide blocks with carboxylic ends by condensation of the polyamide precursors in the presence of a chain-limiting dicarboxylic acid, then in a second step in adding the polyether and a catalyst. If the polyamide precursors are only lactams or alpha omega aminocarboxylic acids, a dicarboxylic acid is added. If the precursors already comprise a dicarboxylic acid, it is used in excess relative to the stoichiometry of the diamines. The reaction is usually carried out between 180 and 300 ° C, preferably 200 to 260 ° C, the pressure in the reactor is established between 5 and 30 bars, it is maintained for approximately 2 hours. The pressure is slowly reduced by putting the reactor into the atmosphere and then the excess water is distilled, for example an hour or two.
Le polyamide à extrémités acide carboxylique ayant été préparé on ajoute ensuite le polyether et un catalyseur. On peut ajouter le polyether en une ou plusieurs fois, de même pour le catalyseur. Selon une forme avantageuse on ajoute d'abord le polyether, la réaction des extrémités OH du polyether et des extrémités COOH du polyamide commence avec formations de liaison ester et élimination d'eau ; On élimine le plus possible l'eau du milieu réactionnel par distillation puis on introduit le catalyseur pour achever la liaison des blocs polyamide et des blocs polyether. Cette deuxième étape s'effectue sous agitation de préférence sous un vide d'au moins 5 mm Hg (650 Pa) à une température telle que les réactifs et les copolymères obtenus soient à l'état fondu. A titre d'exemple cette température peut être comprise entre 100 et 400°C et le plus souvent 200 et 300°C. La réaction est suivie par la mesure du couple de torsion exercée par le polymère fondu sur l'agitateur ou par la mesure de la puissance électrique consommée par l'agitateur. La fin de la réaction est déterminée par la valeur du couple ou de la puissance cible. Le catalyseur est défini comme étant tout produit permettant de faciliter la liaison des blocs polyamide et des blocs polyether par estérification. Le catalyseur est avantageusement un dérivé d'un métal (M) choisi dans le groupe formé par le titane, le zirconium et le hafnium. A titre d'exemple de dérivé on peut citer les tétraalcoxydes qui répondent à la formule générale M(OR)4, dans laquelle M représente le titane, le zirconium ou le hafnium et les R, identiques ou différents, désignent des radicaux alcoyles, linéaires ou ramifiés, ayant de 1 à 24 atomes de carbone. Les radicaux alcoyles en C-| à C24 parmi lesquels sont choisis les radicaux R des tétraalcoxydes utilisés comme catalyseurs dans le procédé suivant l'invention sont par exemple tels que méthyle, éthyle, propyl, isopropyl, butyle, éthylhexyl, décyl, dodécyl, hexadodécyl. Les catalyseurs préférés sont les tétraalcoxydes pour lesquels les radicaux R, identiques ou différents, sont des radicaux alcoyles en Ci à Cs- Des exemples de tels catalyseurs sont notamment Zr (OC2H5)4, Zr (O-isoC3H7)4, r(OC4Hg)4,The polyamide with carboxylic acid ends having been prepared, the polyether and a catalyst are then added. The polyether can be added one or more times, as can the catalyst. According to an advantageous form, the polyether is first added, the reaction of the OH ends of the polyether and of the COOH ends of the polyamide begins with ester bond formations and elimination of water; Water is removed as much as possible from the reaction medium by distillation and then the catalyst is introduced to complete the bonding of the polyamide blocks and of the polyether blocks. This second step is carried out with stirring preferably under a vacuum of at least 5 mm Hg (650 Pa) at a temperature such that the reagents and the copolymers obtained are in the molten state. By way of example, this temperature can be between 100 and 400 ° C. and most often 200 and 300 ° C. The reaction is followed by measuring the torsional torque exerted by the molten polymer on the agitator or by measuring the electric power consumed by the agitator. The end of the reaction is determined by the value of the torque or the power target. The catalyst is defined as being any product making it possible to facilitate the bonding of the polyamide blocks and of the polyether blocks by esterification. The catalyst is advantageously a derivative of a metal (M) chosen from the group formed by titanium, zirconium and hafnium. By way of example of a derivative, mention may be made of tetraalkoxides which correspond to the general formula M (OR) 4, in which M represents titanium, zirconium or hafnium and the Rs, identical or different, denote alkyl radicals, linear or branched, having from 1 to 24 carbon atoms. C- alkyl radicals | to C24 from which are chosen the radicals R of the tetraalkoxides used as catalysts in the process according to the invention are for example such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, ethylhexyl, decyl, dodecyl, hexadodecyl. The preferred catalysts are the tetraalkoxides for which the radicals R, which are identical or different, are C 1 to C 6 alkyl radicals. Examples of such catalysts are in particular Z r (OC2H5) 4, Z r (O-isoC3H7) 4, r ( OC4Hg) 4,
Zr(OC5H11)4I Zr(OC6H13)4, Hf(OC2H5)4, Hf(OC4H9)4, Hf(O-isoC3H7)4.Z r (OC 5 H 11 ) 4 I Z r (OC 6 H 1 3) 4, H f (OC 2 H 5 ) 4, H f (OC 4 H9) 4, H f (O-isoC 3 H 7 ) 4 .
Le catalyseur utilisé dans ce procédé suivant l'invention peut consister uniquement en un ou plusieurs des tétraalcoxydes de formule M(OR)4 définis précédemment. Il peut encore être formé par l'association d'un ou plusieurs de ces tétraalcoxydes avec un ou plusieurs alcoolates alcalins ou alcalino-terreux de formule (R-j O)pY dans laquelle R-j désigne un reste hydrocarboné, avantageusement un reste alcoyle en Ci à C24, et de préférence en C-j à Cβ, Y représente un métal alcalin ou alcalino-terreux et p est la valence de Y. Les quantités d'alcoolate alcalin ou alcalino-terreux et de tétraalcoxydes de zirconium ou de hafnium que l'on associe pour constituer le catalyseur mixte peuvent varier dans de larges limites. On préfère toutefois utiliser des quantités d'alcoolate et de tétraalcoxydes telles que la proportion molaire d'alcoolate soit sensiblement égale à la proportion molaire de tétraalcoxyde.The catalyst used in this process according to the invention can consist solely of one or more of the tetraalkoxides of formula M (OR) 4 defined above. It can also be formed by the association of one or more of these tetraalkoxides with one or more alkaline or alkaline-earth alcoholates of formula (Rj O) pY in which Rj denotes a hydrocarbon residue, advantageously an C1 to C24 alkyl residue , and preferably in Cj to Cβ, Y represents an alkali or alkaline earth metal and p is the valence of Y. The amounts of alkali or alkaline earth alcoholate and of zirconium or hafnium tetraalkoxides which are combined for constitute the mixed catalyst can vary within wide limits. However, it is preferred to use amounts of alcoholate and tetraalkoxides such that the molar proportion of alcoholate is substantially equal to the molar proportion of tetraalkoxide.
La proportion pondérale de catalyseur, c'est-à-dire du ou des tétraalcoxydes lorsque le catalyseur ne renferme pas d'alcoolate alcalin ou alcalino-terreux ou bien de l'ensemble du ou des tétraalcoxydes et du ou des alcoolates alcalins ou alcalino-terreux lorsque le catalyseur est formé par l'association de ces deux types de composés, varie avantageusement de 0,01 à 5 % du poids du mélange du polyamide dicarboxylique avec le polyoxyalcoylène glycol, et se situe de préférence entre 0,05 et 2 % de ce poids. A titre d'exemple d'autres dérivés on peut citer aussi les sels du métal (M) en particulier les sels de (M) et d'un acide organique et les sels complexes entre l'oxyde de (M) et/ou l'hydroxyde de (M) et un acide organique. Avantageusement l'acide organique peut être l'acide formique, l'acide acétique, l'acide propionique, l'acide butyrique, l'acide valérique, l'acide caproïque, l'acide caprylique, l'acide lauryque, l'acide myristique, l'acide palmitique, l'acide stéarique, l'acide oléique, l'acide linoléique, l'acide linolénique, l'acide cyclohexane carboxylique, l'acide phénylacétique, l'acide benzoïque, l'acide salicylique, l'acide oxalique, l'acide malonique, l'acide succinique, l'acide glutarique, l'acide adipique, l'acide maléique, l'acide fumarique, l'acide phtalique et l'acide crotonique. Les acides acétique et propionique sont particulièrement préférés. Avantageusement M est ,le zirconium. Ces sels peuvent s'appeler sels de zirconyle. La demanderesse sans être liée par cette explication pense que ces sels de zirconium et d'un acide organique ou les sels complexes cités plus haut libèrent ZrO++ au cours du procédé. On utilise le produit vendu sous le nom d'acétate de zirconyle. La quantité à utiliser est la même que pour les dérivés M(OR)4.The proportion by weight of catalyst, that is to say of the tetraalkoxide (s) when the catalyst does not contain alkali or alkaline earth alcoholate or of all of the tetraalkoxide (s) and of alkaline or alkaline alcoholate (s) earthy when the catalyst is formed by the association of these two types of compounds, advantageously varies from 0.01 to 5% of the weight of the mixture of the polyamide dicarboxylic with the polyoxyalkylene glycol, and is preferably between 0.05 and 2% of this weight. By way of example of other derivatives, mention may also be made of the salts of the metal (M) in particular the salts of (M) and of an organic acid and the complex salts between the oxide of (M) and / or l hydroxide of (M) and an organic acid. Advantageously, the organic acid can be formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, caprylic acid, lauryac acid, acid myristic, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, cyclohexane carboxylic acid, phenylacetic acid, benzoic acid, salicylic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid and crotonic acid. Acetic and propionic acids are particularly preferred. Advantageously M is, zirconium. These salts can be called zirconyl salts. The Applicant, without being bound by this explanation, believes that these zirconium and organic acid salts or the complex salts mentioned above release ZrO ++ during the process. The product sold under the name of zirconyl acetate is used. The quantity to be used is the same as for the derivatives M (OR) 4.
Ce procédé et ces catalyseurs sont décrits dans les brevets US 4,332,920, US 4,230,838, US 4,331,786, US 4,252,920, JP 07145368A, JP 06287547A, et EP 613919.This process and these catalysts are described in US patents 4,332,920, US 4,230,838, US 4,331,786, US 4,252,920, JP 07145368A, JP 06287547A, and EP 613919.
S'agissant du procédé en une étape on mélange tous les réactifs utilisés dans le procédé en deux étapes . c'est-à-dire les précurseurs de polyamide, le diacide carboxylique limiteur de chaîne, le polyether et le catalyseur. Il s'agit des mêmes réactifs et du même catalyseur que dans le procédé en deux étapes décrit plus haut. Si les précurseurs de polyamide ne sont que des lactames il est avantageux d'ajouter un peu d'eau.With regard to the one-step process, all the reagents used in the two-step process are mixed. that is to say the polyamide precursors, the chain-limiting dicarboxylic acid, the polyether and the catalyst. These are the same reagents and the same catalyst as in the two-step process described above. If the polyamide precursors are only lactams, it is advantageous to add a little water.
Le copolymère a essentiellement les mêmes blocs polyéthers, les mêmes blocs polyamides, mais aussi une faible partie des différents réactifs ayant réagi de façon aléatoire qui sont répartis de façon statistique le long de la chaîne polymère.The copolymer has essentially the same polyether blocks, the same polyamide blocks, but also a small part of the various reactants which have reacted randomly which are distributed statistically along the polymer chain.
On ferme et on chauffe le réacteur sous agitation comme dans la première étape du procédé en deux étapes décrit plus haut. La pression s'établit entre 5 et 30 bars. Quand elle n'évolue plus on met le réacteur sous pression réduite tout en maintenant une agitation vigoureuse des réactifs fondus. La réaction est suivie comme précédemment pour le procédé en deux étapes. Le catalyseur utilisé dans le procédé en une étape est de préférence un sel du métal (M) et d'un acide organique ou un sel complexe entre l'oxyde de (M) et/ou l'hydroxyde de (M) et un acide organique. L'ingrédient (B) peut également être un polyétheresteramides (B) ayant des blocs polyamide comprenant des sulfonates d'acides dicarboxyliques soit comme limiteurs de chaîne du bloc polyamide soit associés à une diamine comme l'un des monomères constitutifs du bloc polyamide et ayant des blocs polyéthers constitués essentiellement de motifs oxyde d'alkylène, comme décrit dans la demande internationale PCT/FR00/02889.The reactor is closed and heated with stirring as in the first step of the two-step process described above. The pressure is established between 5 and 30 bars. When it no longer evolves, the reactor is placed under reduced pressure while maintaining vigorous stirring of the molten reactants. The reaction is followed as above for the two-step process. The catalyst used in the one-step process is preferably a salt of the metal (M) and an organic acid or a complex salt between the oxide of (M) and / or the hydroxide of (M) and an acid organic. The ingredient (B) can also be a polyetheresteramide (B) having polyamide blocks comprising sulfonates of dicarboxylic acids either as chain limiters of the polyamide block or associated with a diamine as one of the constituent monomers of the polyamide block and having polyether blocks essentially consisting of alkylene oxide units, as described in international application PCT / FR00 / 02889.
S'agissant du compatibilisant C, celui-ci peut être tout copolymère à blocs comprenant au moins un bloc polymérisé comprenant du styrène et au moins un bloc polymérisé comprenant du methacrylate de méthyle. Le bloc polymérisé comprenant du styrène est généralement présent dans C à raison de 20 à 80 % en poids.As regards compatibilizer C, it can be any block copolymer comprising at least one polymerized block comprising styrene and at least one polymerized block comprising methyl methacrylate. The polymerized block comprising styrene is generally present in C at a rate of 20 to 80% by weight.
Le bloc polymérisé comprenant du methacrylate de méthyle est généralement présent dans C à raison de 20 à 80% en poids.The polymerized block comprising methyl methacrylate is generally present in C in an amount of 20 to 80% by weight.
Le bloc polymérisé comprenant du styrène a généralement une température de transition vitreuse supérieure à 100°C et comprend de préférence au moins 50 % en poids de styrène. Le bloc polymérisé comprenant du styrène peut également comprendre un époxyde insaturé (obtenu par copolymerisation), ce dernier étant de préférence le methacrylate de glycidyle. L'époxyde insaturé peut être présent à raison de 0,01% à 5% en poids dans le bloc polymérisé comprenant du styrène.The polymerized block comprising styrene generally has a glass transition temperature greater than 100 ° C. and preferably comprises at least 50% by weight of styrene. The polymerized block comprising styrene can also comprise an unsaturated epoxide (obtained by copolymerization), the latter preferably being glycidyl methacrylate. The unsaturated epoxide can be present in an amount of 0.01% to 5% by weight in the polymerized block comprising styrene.
Le bloc polymérisé comprenant du methacrylate de méthyle a généralement une température de transition vitreuse supérieure à 100°C et comprend de préférence plus de 50% en poids de methacrylate de méthyle. Le bloc polymérisé comprenant du methacrylate de méthyle peut également comprendre un époxyde insaturé (obtenu par copolymerisation), ce dernier étant de préférence le methacrylate de glycidyle. L'époxyde insaturé peut être présent à raison de 0,01% à 5% en poids dans le bloc polymérisé comprenant du methacrylate de méthyle.The polymerized block comprising methyl methacrylate generally has a glass transition temperature above 100 ° C. and preferably comprises more than 50% by weight of methyl methacrylate. The polymerized block comprising methyl methacrylate can also comprise an unsaturated epoxide (obtained by copolymerization), the latter preferably being glycidyl methacrylate. The unsaturated epoxide can be present in an amount of 0.01% to 5% by weight in the polymerized block comprising methyl methacrylate.
Le copolymère à blocs comprenant au moins un bloc polymérisé comprenant du styrène et au moins un bloc polymérisé comprenant du methacrylate de méthyle peut également être greffé par un époxyde insaturé, de préférence le methacrylate de glycidyle.The block copolymer comprising at least one polymerized block comprising styrene and at least one polymerized block comprising methyl methacrylate can also be grafted with an unsaturated epoxide, preferably glycidyl methacrylate.
A titre d'exemple d'époxydes insaturés, on peut citer : les esters et éthers de glycidyle aliphatiques tels que l'allyl glycidyléther, le vinyle glycidyléther, le maléate et l'itaconate de glycidyle, leBy way of example of unsaturated epoxides, there may be mentioned: aliphatic glycidyl esters and ethers such as allyl glycidyl ether, vinyl glycidyl ether, glycidyl maleate and itaconate,
(méth)acrylate de glycidyle, et - les esters et éthers de glycidyle alicycliques tels que le 2- cyclohexène-1 -glycidyléther, le cyclohexène-4,5-diglycidyl carboxylate, le cyclohexène-4-glycidyl carboxylate, le 5-norbomène-2-méthyl-2-glycidyl carboxylate et l'endo cis-bicyclo(2,2,1)-5-heptène-2,3-diglycidyl dicarboxylate.(meth) glycidyl acrylate, and - alicyclic glycidyl esters and ethers such as 2-cyclohexene-1-glycidyl ether, cyclohexene-4,5-diglycidyl carboxylate, cyclohexene-4-glycidyl carboxylate, 5-norbomene- 2-methyl-2-glycidyl carboxylate and endo cis-bicyclo (2,2,1) -5-heptene-2,3-diglycidyl dicarboxylate.
Dans le bloc comprenant du styrène, une partie du styrène peut être remplacé par des monomères insaturés copolymèrisables avec le styrène, à titre d'exemple on peut citer Palpha-methylstyrène et les estersIn the block comprising styrene, part of the styrene can be replaced by unsaturated monomers copolymerizable with styrene, by way of example, Palpha-methylstyrene and the esters may be mentioned
(meth)acryliques. Dans ce cas, le bloc comprenant du styrène est un copolymère du styrène dont on peut citer comme exemple, les copolymères styrène-alpha-méthylstyrène, les copolymères styrène-chlorostyrène, les copolymères styrène-butadiène, les copolymères styrène-isoprène, les copolymères styrène-chlorure de vinyle, les copolymères styrène-acétate de vinyle, les copolymères styrène-acrylate d'alkyle (acrylate de méthyle, d'éthyle, de butyle, d'octyle, de phényle), les copolymères styrène - methacrylate d'alkyle (methacrylate de méthyle, d'éthyle, de butyle, de phényle), les copolymères styrène - -chloroacrylate de méthyle et les copolymères styrène - acrylpnitrile - acrylate d'alkyle.(Meth) acrylic. In this case, the block comprising styrene is a styrene copolymer which may be cited as an example, styrene-alpha-methylstyrene copolymers, styrene-chlorostyrene copolymers, styrene-butadiene copolymers, styrene-isoprene copolymers, styrene copolymers -vinyl chloride, styrene-vinyl acetate copolymers, styrene-alkyl acrylate copolymers (methyl, ethyl, butyl, octyl, phenyl acrylate), styrene-alkyl methacrylate copolymers ( (methyl, ethyl, butyl, phenyl methacrylate), styrene - methyl chloroacrylate copolymers and styrene - acrylpnitrile - alkyl acrylate copolymers.
Notamment, C peut être : un copolymère dibloc comprenant un bloc d'un polymère du styrène et un bloc d'un polymère du methacrylate de méthyle ; un copolymère dibloc comprenant un bloc d'un polymère du styrène et un bloc de poly(méthacrylate de méthyle-co-méthacrylate de glycidyle) ; un copolymère dibloc polymère du styrène-polymère du methacrylate de méthyle, ledit copolymère étant greffé par du methacrylate de glycidyle ; un copolymère dibloc comprenant un bloc d' homopolystyrène et un bloc d'homopolyméthacrylate de méthyle ; un copolymère dibloc comprenant un bloc d'homopolystyrène et un bloc de poly(méthacrylate de méthyle-co-méthacrylate de glycidyle) ; - un copolymère dibloc homopolystyrène-homopolyméthacrylate de méthyle ledit copolymère étant greffé par du methacrylate de glycidyle ; un copolymère dibloc comprenant un bloc de polystyrène-co- méthacrylate de glycidyle et un bloc de polyméthacrylate de méthyle ; un copolymère dibloc comprenant un bloc de polystyrène-co methacrylate de glycidyle et un bloc de poly(méthacrylate de méthyle-co- méthacrylate de glycidyle); Par ailleurs, C peut également être un copolymère tribloc S-B-M , S représentant le bloc polymérisé comprenant du styrène, M représentant le bloc polymérisé comprenant du methacrylate de méthyle, B représentant un bloc élastomérique ayant un température de transition vitreuse (Tg) inférieure à 5°C, de préférence inférieure à 0°C et de manière encore préférée inférieure à -40°C.In particular, C can be: a diblock copolymer comprising a block of a polymer of styrene and a block of a polymer of methyl methacrylate; a diblock copolymer comprising a block of a styrene polymer and a block of poly (methyl methacrylate-glycidyl co-methacrylate); a diblock polymer copolymer of styrene-polymer of methyl methacrylate, said copolymer being grafted with glycidyl methacrylate; a diblock copolymer comprising a homopolystyrene block and a methyl homopolymethacrylate block; a diblock copolymer comprising a homopolystyrene block and a poly (methyl methacrylate-co-glycidyl methacrylate) block; - a homopolystyrene-methyl homopolymethacrylate diblock copolymer, said copolymer being grafted with glycidyl methacrylate; a diblock copolymer comprising a block of polystyrene-glycidyl co-methacrylate and a block of polymethyl methacrylate; a diblock copolymer comprising a block of polystyrene-glycidyl co methacrylate and a block of poly (methyl methacrylate-glycidyl co-methacrylate); Furthermore, C can also be a triblock copolymer SBM, S representing the polymerized block comprising styrene, M representing the polymerized block comprising methyl methacrylate, B representing an elastomeric block having a glass transition temperature (Tg) of less than 5 °. C, preferably less than 0 ° C and more preferably less than -40 ° C.
Le monomère utilisé pour synthétiser le bloc B élastomérique peut être un diène choisi parmi le butadiène, l'isoprène, le 2,3-diméthyM ,3- butadiène, le 1 ,3-pentadiène, le 2-phényl-1,3-butadiène. B est choisi avantageusement parmi les poly(diènes) notamment poly(butadièné), poly(isoprène) et leurs copolymères statistiques, ou encore parmi les poly(diènes) partiellement ou totalement hydrogénés. Parmi les polybutadiènes on utilise avantageusement ceux dont la Tg est la plus faible, par exemple le polybutadiène-1,4 de Tg ( vers -90° C) inférieure à celle du polybutadiène-1 ,2. (vers 0° C). Les blocs B peuvent aussi être hydrogénés. On effectue cette hydrogénation selon les techniques habituelles.The monomer used to synthesize the elastomeric block B can be a diene chosen from butadiene, isoprene, 2,3-dimethylM, 3-butadiene, 1, 3-pentadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene . B is advantageously chosen from poly (dienes), in particular poly (butadiene), poly (isoprene) and their random copolymers, or also from poly (dienes) partially or completely hydrogenated. Among the polybutadienes, those with the lowest Tg are advantageously used, for example 1,4-polybutadiene with Tg (around -90 ° C.) lower than that of 1,2-polybutadiene. (around 0 ° C). B blocks can also be hydrogenated. This hydrogenation is carried out according to the usual techniques.
Le monomère utilisé pour synthétiser le bloc B élastomérique peut être aussi un (meth)acrylate d'alkyle, on obtient les Tg suivantes entre parenthèses suivant le nom de l'acrylate: Pacrylate d'éthyle (-24°C), Pacrylate de butyle, (-54°C), l'acrylate de 2-éthylhexyle (-85°C), l'acrylate d'hydroxyéthyle (-15°C) et le methacrylate de 2-éthylhexyle (-10°C). On utilise avantageusement l'acrylate de butyle.The monomer used to synthesize the elastomeric block B can also be an alkyl (meth) acrylate, the following Tg are obtained in parentheses according to the name of the acrylate: ethyl pacrylate (-24 ° C), butyl pacrylate , (-54 ° C), 2-ethylhexyl acrylate (-85 ° C), hydroxyethyl acrylate (-15 ° C) and 2-ethylhexyl methacrylate (-10 ° C). Advantageously, butyl acrylate is used.
De préférence les blocs B sont constitués en majorité de polybutadiène-1 ,4 .Preferably, the blocks B consist mainly of polybutadiene-1, 4.
Ainsi, C peut être : - un copolymère tribloc S-B-M dans lequel S est un bloc d'un polymère du styrène, B est un bloc de polybutadiène, et M est un bloc d'un polymère du methacrylate de méthyle ; un copolymère tribloc S-B-M dans lequel S est un bloc d'homopolystyrène , B est un bloc de polybutadiène, et M est un bloc d'homopolyméthacrylate de méthyle ;Thus, C can be: - a triblock copolymer S-B-M in which S is a block of a polymer of styrene, B is a block of polybutadiene, and M is a block of a polymer of methyl methacrylate; a triblock copolymer S-B-M in which S is a block of homopolystyrene, B is a block of polybutadiene, and M is a block of methyl homopolymethacrylate;
On ne sortirait pas du cadre de l'invention en utilisant un ou plusieurs compatibilisants C. Le compatibilisant C peut notamment être préparée par les techniques de polymérisation radicalaire contrôlée en présence de radical libre stable (généralement un nitroxyde) sur le principe de l'enseignement du EP 927727. Les SBM peuvent être obtenus par voie anionique.It would not go beyond the scope of the invention to use one or more compatibilizers C. The compatibilizer C can in particular be prepared by controlled radical polymerization techniques in the presence of a stable free radical (generally a nitroxide) on the principle of the teaching of EP 927727. SBM can be obtained by anionic route.
L'antistatisme augmente avec la proportion de (B) et pour des quantités égales de (B) avec la proportion de motifs oxyde d'éthylène contenus dans (B).Anti-statism increases with the proportion of (B) and for equal amounts of (B) with the proportion of ethylene oxide units contained in (B).
Selon l'application, on pourra préférer inclure une proportion de (B) suffisante pour l'obtention au niveau de la composition finale d' une résistivité superficielle mesurée selon la norme IEC93 Inférieure à 5.1013Ω/D. Selon l'application, on pourra préférer inclure une proportion de (B) en proportion suffisante pour que la composition finale ait une une résistivité volumique mesurée selon la norme IEC93 inférieure à 5.1016 Ω.cm. La quantité de (B)+(C) est avantageusement de 5 à 30 parties pourDepending on the application, it may be preferable to include a proportion of (B) sufficient for obtaining, at the level of the final composition, a surface resistivity measured according to standard IEC93 Less than 5.10 13 Ω / D. Depending on the application, it may be preferable to include a proportion of (B) in sufficient proportion so that the final composition has a volume resistivity measured according to the IEC93 standard less than 5.10 16 Ω.cm. The amount of (B) + (C) is advantageously from 5 to 30 parts for
95 à 70 parties de (A) et de préférence de 10 à 20 pour 90 à 80 parties de (A). Le rapport (B)/(C) est avantageusement compris entre 4 et 10. La quantité de C dans la composition peut aller de 0,5 à 5 parties en poids pour 100 parties en poids de composition. On ne sortirait pas du cadre de l'invention en ajoutant des charges minérales (talc, CasCO, kaolin ...), des renforts (fibre de verre, fibre minérale, fibre de carbone, ...), des stabilisants (thermique, UV), des agents ignifugeants et des colorants.95 to 70 parts of (A) and preferably 10 to 20 for 90 to 80 parts of (A). The ratio (B) / (C) is advantageously between 4 and 10. The amount of C in the composition can range from 0.5 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of composition. We would not go beyond the scope of the invention by adding mineral fillers (talc, CasCO, kaolin, etc.), reinforcements (fiberglass, mineral fiber, carbon fiber, etc.), stabilizers (thermal, UV), flame retardants and dyes.
Les compositions de l'invention se préparent par les techniques habituelles des thermoplastiques telles que par exemple par extrusion ou à l'aide de mélangeurs bivis.The compositions of the invention are prepared by the usual techniques of thermoplastics such as for example by extrusion or using twin-screw mixers.
La présente invention concerne aussi les objets fabriqués avec les compositions précédentes ; ce sont par exemple des films, des tubes, des plaques, des emballages, des boîtiers d'ordinateurs, de télécopieur ou de téléphone.The present invention also relates to objects manufactured with the preceding compositions; these are, for example, films, tubes, plates, packaging, computer, fax or telephone cases.
Dans les exemples qui suivent, on utilise les abréviations suivantes : GMA: methacrylate de glycidyle ; MAM: methacrylate de méthyle ; SM : polystyrène-bloc-polyméthacrylate de méthyle ; - SM/GMA: polystyrène-bloc polyméthacrylate de méthyle greffé/copolymérisé par du methacrylate de glycidyle ; PEG: polyéthylène glycol ; PMMA: polyméthacrylate de méthyle ; Mw: masse moléculaire moyenne en masse ; Mn: masse moléculairemoyenne en nombre ; Mw/Mn: polydispersité - Rv: résistivité volumique (Ω.cm)In the following examples, the following abbreviations are used: GMA: glycidyl methacrylate; MAM: methyl methacrylate; MS: polystyrene-block-polymethyl methacrylate; - SM / GMA: polystyrene-polymethyl methacrylate block grafted / copolymerized with glycidyl methacrylate; PEG: polyethylene glycol; PMMA: polymethyl methacrylate; Mw: mass average molecular weight; Mn: average molecular mass in number; Mw / Mn: polydispersity - Rv: volume resistivity (Ω.cm)
Rs: résistivité superficielle (Ω/D)Rs: surface resistivity (Ω / D)
HO-TEMPO : 4-hydroxy~2,2,6,6-tétraméthyl-1~ρipéridinyloxy habituellement commercialisé sous la dénomination 4-hydroxy TEMPO ; SEC: chromatographie d'exclusion stérique ; - LAC: chromatographie d'adsorption liquide ;HO-TEMPO: 4-hydroxy ~ 2,2,6,6-tetramethyl-1 ~ ρiperidinyloxy usually sold under the name 4-hydroxy TEMPO; SEC: size exclusion chromatography; - LAC: liquid adsorption chromatography;
GPC: chromatographie à perméation de gel ; RMN: résonnance magnétique nucléaire ; TEM: microscopie électronique à transmission ; Dans les exemples qui suivent, on utilise les ingrédients suivants : - PS 4241 : copolymère styrène - butadiène. Ce copolymère a un indice de fluidité à 200°C sous 5 kg compris entre 3 et 5 g/10 min (norme ISO 1133:91) Il est également caractérisé par une température Vicat de 97°C (norme ISO 306A50) . Ce copolymère présente une teneur en styrène d'environ 95% en poids. Ce copolymère est commercialisé par la société ATOFINA sous la marque Lacqrene.GPC: gel permeation chromatography; NMR: nuclear magnetic resonance; TEM: transmission electron microscopy; In the following examples, the following ingredients are used: - PS 4241: styrene - butadiene copolymer. This copolymer has a melt index at 200 ° C under 5 kg of between 3 and 5 g / 10 min (standard ISO 1133: 91) It is also characterized by a Vicat temperature of 97 ° C (standard ISO 306A50). This copolymer has a styrene content of approximately 95% by weight. This copolymer is marketed by the company ATOFINA under the brand Lacqrene.
MH1657 : copolyéther-bloc-amide ayant des blocs polyamide 6 de masse molaire moyenne en nombre 1500 et des blocs PEG de masse molaire moyenne en nombre 1500 ; le point de fusion est de 204°C. Ce copolymère est commercialisé par la société ATOFINA sous la marque Pebax MH1657.MH1657: copolyether-block amide having polyamide 6 blocks of average molar mass in number 1500 and PEG blocks of average molar mass in number 1500; the melting point is 204 ° C. This copolymer is marketed by the company ATOFINA under the brand Pebax MH1657.
SM: il s'agit d'un copolymère à bloc polystyrène-bloc- {polyméthacrylate de méthyle) préparé par polymérisation radicalaire contrôlée avec une Mw = 106 000 et une polydispersité de 2,1. Le taux de styrène est de 61 % en poids. - SM/GMA: il s'agit d'un copolymère à bloc polystyrène-bloc-MS: this is a polystyrene-block- (polymethyl methacrylate) block copolymer prepared by controlled radical polymerization with an M w = 106,000 and a polydispersity of 2.1. The rate of styrene is 61% by weight. - SM / GMA: this is a polystyrene-block copolymer
(méthacrylate de méthyle-co-méthacrylate de glycidyle) préparé par polymérisation radicalaire contrôlée avec une Mw = 108 700 et une polydispersité de 2.0. Le taux de styrène est de 65 % en poids et il contient 0.4 % en poids de GMA. Dans les exemples qui suivent, on a utilisé les techniques de caractérisation suivantes :(methyl methacrylate-glycidyl co-methacrylate) prepared by controlled radical polymerization with an M w = 108,700 and a polydispersity of 2.0. The rate of styrene is 65% by weight and it contains 0.4% by weight of GMA. In the following examples, the following characterization techniques were used:
Propriétés mécaniques : Les compositions obtenues sont injectées sur presse à des températures de 220 à 240°C sous forme d'haltères, de barreaux ou de plaques. Les haltères permettent d'effectuer les essais de traction de la norme ISO R527 et les barreaux sont utilisés pour le choc Charpy entaillé suivant la norme ISO 179:93 1eA.Mechanical properties : The compositions obtained are injected on a press at temperatures of 220 to 240 ° C in the form of dumbbells, bars or plates. The dumbbells make it possible to carry out the tensile tests of standard ISO R527 and the bars are used for the Charpy impact notched according to standard ISO 179: 93 1eA.
Propriétés antistatiques : Des plaques de dimensions suivantes 100x100x2 mm3 sont moulées par injection et permettent d'effectuer les essais de mesure de résistivité suivant la norme IEC-93.Antistatic properties: Plates with the following dimensions 100x100x2 mm 3 are injection molded and allow the resistivity measurement tests to be carried out according to the IEC-93 standard.
Dans les tableaux, on donne la résistivité volumique mesurée en ohm.cm, la résistivité surfacique mesurée en ohm/D; on donne également les propriétés obtenues en traction.In the tables, the volume resistivity measured in ohm.cm is given, the surface resistivity measured in ohm / D; the properties obtained in tension are also given.
Tous les essais sont effectués à 23°C. Les plaques sont conditionnées à 50% d'humidité pendant 15 jours avant d'être testées pour la mesure de la résistivité de surface. EXEMPLES 1 A 6 a) préparation de compatibilisants C (Description du mode opératoire de la synthèse de SM et SM/GMA) On utilise deux réacteurs double-enveloppe en acier, en cascade.All tests are carried out at 23 ° C. The plates are conditioned at 50% humidity for 15 days before being tested for the measurement of surface resistivity. EXAMPLES 1 TO 6 a) preparation of compatibilizers C (Description of the procedure for the synthesis of SM and SM / GMA) Two steel jackets are used in cascade.
Les réacteurs sont reliés par une tuyauterie calorifugée et enroulée de cordon chauffant évitant tout refroidissement pendant la coulée.The reactors are connected by a thermally insulated piping and wound with heating cord preventing any cooling during the casting.
Le styrène, le solvant , l'amorceur et le OH-TEMPO (de la famille des nitroxydes) sont introduits dans le réacteur sous pression atmosphérique, puis chauffé à 140°C. Une étude cinétique est effectué sur le mélange réactionnel et c'est pourquoi des prélèvements sont effectués à partir duStyrene, solvent, initiator and OH-TEMPO (from the family of nitroxides) are introduced into the reactor under atmospheric pressure, then heated to 140 ° C. A kinetic study is carried out on the reaction mixture and this is why samples are taken from the
-moment où la température du mélange réactionnel atteint environ 130°C.- time when the temperature of the reaction mixture reaches approximately 130 ° C.
Tous ces prélèvements sont flashés (à 170°C dans une cloche sous vide) afin de déterminer le taux de conversion du styrène en polystyrène. Après environ 60-70% de conversion en polystyrène, on ajoute en une seule addition le methacrylate de méthyle préalablement chauffé dans le réacteur du haut àAll these samples are flashed (at 170 ° C. in a vacuum chamber) in order to determine the rate of conversion of styrene to polystyrene. After approximately 60-70% conversion to polystyrene, methyl methacrylate previously heated in the top reactor is added in a single addition.
100°C.100 ° C.
Le mélange réactionnel est porté à environ 140°C pendant à peu près 3 heures et ensuite soumis à une dévolatilisation de façon à éliminer les espèces volatiles. Le copolymère est récupéré sous forme de granulés.The reaction mixture is brought to approximately 140 ° C. for approximately 3 hours and then subjected to devolatilization so as to remove the volatile species. The copolymer is recovered in the form of granules.
Le tableau suivant présente les quantités de réactifs engagées dans la première étape de la synthèse pour ces deux essais. The following table presents the quantities of reagents used in the first stage of the synthesis for these two tests.
Conditions expérimentales :Experimental conditions:
Température du bain d'huile : 160°C, Température du condenseur : - 20°C. L'origine des temps pour la conversion du styrène est choisie lorsque la température du milieu de polymérisation atteint 130°C.Oil bath temperature: 160 ° C, Condenser temperature: - 20 ° C. The origin of the times for the conversion of styrene is chosen when the temperature of the polymerization medium reaches 130 ° C.
La quantité de MAM (ou mélange MAM/GMA est préchauffée à ébullition avant d'être additionnée au mélange réactionnel. La température du bain d'huile est laissée constante à 160°C. La vanne du condenseur est en position fermée. La température se stabilise en augmentant la pression dans le réacteur (P=1,5 bar) à 12Û°C. Le produit est ensuite récupéré sous forme de granulés. Le produit est analysé en LAC, GPC et RMN ainsi qu'en TEM .après avoir réalisé un film par évaporation lente dans le chloroforme. .En suppléments de ces analyses SEC, des analyses LAC quantitatives ont été réalisées. Avec cette technique, il a alors été possible de quantifier les taux d'homopolystyrène et d'homoPMMA présents dans le mélange réactionnel, puis de déterminer la composition massique en polystyrène et PMMA des copolymères. Enfin, une analyse RMN du mélange réactionnel nous a également permis de déterminer les taux de triade MMM, SMS et MMS représentatif de copolymère à bloc ou statistique (MMM = trois unité de MAM voisins, SMS = unité de styrène suivi par MAM qui est suivi par S, et MMS ≈ unité de MAM suivi par MAM qui est suivi par styrène). La détermination de ce taux permet de caractériser la structuration du copolymère à bloc. Un pourcentage de 100 % de triade MMM signifie une structuration parfaite.The quantity of MAM (or MAM / GMA mixture is preheated to boiling before being added to the reaction mixture. The temperature of the oil bath is left constant at 160 ° C. The condenser valve is in the closed position. stabilizes by increasing the pressure in the reactor (P = 1.5 bar) at 120 ° C. The product is then recovered in the form of granules. The product is analyzed in LAC, GPC and NMR as well as in TEM. after having carried out a film by slow evaporation in chloroform. In addition to these SEC analyzes, quantitative LAC analyzes were carried out. With this technique, it was then possible to quantify the homopolystyrene and homoPMMA levels present in the reaction mixture. , then to determine the mass composition of polystyrene and PMMA of the copolymers. Finally, an NMR analysis of the reaction mixture also allowed us to determine the triad rates MMM, SMS and MMS representative of cop block or statistical olymer (MMM = three units of neighboring MAM, SMS = unit of styrene followed by MAM which is followed by S, and MMS ≈ unit of MAM followed by MAM which is followed by styrene). The determination of this rate makes it possible to characterize the structuring of the block copolymer. A percentage of 100% MMM triad means perfect structuring.
L'ensemble des résultats est fournis dans le tableau suivant :All the results are provided in the following table:
L'ensemble de ces résultats montrent que les produits obtenus sont riches en copolymères à blocs puisque à la fois le taux d'homopolystyrène est voisin de 30 %, qu'il n'y a pas d'homopolymère de PMMA et qu'enfin le taux de triade MMM est supérieur à 70 %. De plus les analyses TEM de ces produits montrent des structures lamellaires. Quel que soit l'essai, la structure obtenue est toujours de type lamellaire dans la totalité de l'espace. On peut noter que les lamelles de polystyrène sont gonflées par de l'homopolystyrène puisque les épaisseurs de ces lamelles sont plus importantes que celles de PMMA bien que la composition du copolymère soit de l'ordre de 50/50. Le copolymère à bloc polystyrène-bloc-PMMA présente une teneurAll of these results show that the products obtained are rich in block copolymers since both the homopolystyrene level is close to 30%, that there is no PMMA homopolymer and that finally the MMM triad rate is over 70%. In addition, TEM analyzes of these products show lamellar structures. Whatever the test, the structure obtained is always of the lamellar type throughout the space. It can be noted that the polystyrene lamellae are swollen with homopolystyrene since the thicknesses of these lamellae are greater than those of PMMA although the composition of the copolymer is of the order of 50/50. The polystyrene-block-PMMA block copolymer has a content
_ en styrène de 45 % en poids et une teneur en MAM de 55 % en poids. b) préparation de compositions par mélange en extrudeuse. On utilise une extrudeuse double vis Werner et Pfleiderer de diamètre 30mm avec un débit total de 20 kg/h. Ce débit représente la somme des débits des ingrédients utilisés. Les températures de consigne des fourreaux sont de 230 à 250°C. Les joncs issus de la machine sont refroidis dans un bac à eau et sont transformés en granulés. Ces granulés sont injectés sous forme de plaques, de barreaux ou d'haltères à des températures similaires (230 à 250°C). Les résultats reportés dans le tableau ci-dessus permettent de mettre en évidence l'action compatibi lisante des copolymère bloc SM et SM/GMA. Les copolymères à bloc ont été utilisés tels qu'obtenus sans séparation par rapport à l'homopolystyrène qui lui était mélangé. Cet homopolystyrène peut être considéré comme étant une résine styrènique (A). Dans le tableau de résultats ci-dessous, les quantités de SM et de SM/GMA indiquées correspondent à des quantités de copolymère purs. Les quantités d'homopolystyrène apportées lors de l'ajout de copolymère à bloc sont rapportées dans la deuxième ligne du tableau._ in styrene of 45% by weight and an MMA content of 55% by weight. b) preparation of compositions by mixing in an extruder. A Werner and Pfleiderer twin screw extruder with a diameter of 30mm is used with a total throughput of 20 kg / h. This flow represents the sum of the flows of the ingredients used. The target temperatures for the sleeves are 230 to 250 ° C. The rods from the machine are cooled in a water tank and are transformed into granules. These granules are injected in the form of plates, bars or dumbbells at similar temperatures (230 to 250 ° C). The results reported in the table above make it possible to demonstrate the compatible action of the block copolymer SM and SM / GMA. The block copolymers were used as obtained without separation from the homopolystyrene which was mixed with it. This homopolystyrene can be considered to be a styrene resin (A). In the results table below, the amounts of SM and SM / GMA indicated correspond to amounts of pure copolymer. The amounts of homopolystyrene provided during the addition of block copolymer are reported in the second row of the table.
En effet, l'allongement à la rupture et la contrainte à la rupture sont améliorées tandis que les propriétés d'impact de la matrice sont conservées 10 et que la composition est rendue antistatique.Indeed, the elongation at break and the stress at break are improved while the impact properties of the matrix are preserved and the composition is made antistatic.
L'influence des copolymères à bloc est aussi visible au niveau de la taille des particules. Pour l'essai 1 , la taille des particules est de l'ordre deThe influence of block copolymers is also visible in terms of particle size. For test 1, the particle size is of the order of
1 μm alors que pour les exemples 5 et 6, celle-ci est diminuée de moitié (0,5 μm). La réduction de la taille des particules s'accompagne généralement1 μm whereas for examples 5 and 6, this is reduced by half (0.5 μm). The reduction in particle size is generally accompanied by
15 d'une meilleure action compatibilisante du copolymère bloc. 15 of a better compatibilizing action of the block copolymer.

Claims

REVENDICATIONS
1. composition comprenant pour 100 parties en poids : - 99 à 60 parties en poids d'un polymère styrènique (A),1. composition comprising per 100 parts by weight: - 99 to 60 parts by weight of a styrene polymer (A),
- 1 à 40 parties en poids de (B) + (C), (B) étant un copolymère à blocs polyamide et blocs polyether comprenant essentiellement des motifs oxyde d'éthylène — (C2H4— O)— , (C) étant un compatibilisant choisi parmi les copolymères à blocs comprenant au moins un bloc polymérisé comprenant du styrène et au moins un bloc polymérisé comprenant du methacrylate de méthyle, le rapport en masse (B)/(C) étant compris entre 2 et 10.- 1 to 40 parts by weight of (B) + (C), (B) being a copolymer with polyamide blocks and polyether blocks essentially comprising ethylene oxide units - (C2H4— O) -, (C) being a compatibilizer chosen from block copolymers comprising at least one polymerized block comprising styrene and at least one polymerized block comprising methyl methacrylate, the mass ratio (B) / (C) being between 2 and 10.
2 Composition selon la revendication 1 dans laquelle (B) est en proportion suffisante pour que la composition finale ait une résistivité superficielle mesurée selon la norme IEC93 Inférieure à 5.1013Ω/D.2 Composition according to claim 1 in which (B) is in sufficient proportion so that the final composition has a surface resistivity measured according to standard IEC93 Less than 5.10 13 Ω / D.
3 Composition selon l'une des revendications précédentes dans laquelle (B) est en proportion suffisante pour que la composition finale ait une une résistivité volumique mesurée selon la norme IEC93 inférieure à 5.1016 Ω.cm. 4 Composition selon l'une des revendications précédentes dans laquelle (A) comprend plus de 50 % de styrène.3 Composition according to one of the preceding claims in which (B) is in sufficient proportion so that the final composition has a volume resistivity measured according to standard IEC93 less than 5.10 16 Ω.cm. 4 Composition according to one of the preceding claims in which (A) comprises more than 50% of styrene.
5 Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la quantité de (C) va de 0,5 à 5 parties en poids dans5 Composition according to one of the preceding claims, characterized in that the amount of (C) ranges from 0.5 to 5 parts by weight in
100 parties en poids de composition. 6 Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que le bloc polymérisé comprenant du styrène est présent dans C à raison de 20 à 80 % en poids.100 parts by weight of composition. 6 Composition according to one of the preceding claims, characterized in that the polymerized block comprising styrene is present in C at a rate of 20 to 80% by weight.
7 Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que le bloc polymérisé comprenant du methacrylate de méthyle est présent dans C à raison de 20 à 80% en poids.7 Composition according to one of the preceding claims, characterized in that the polymerized block comprising methyl methacrylate is present in C at a rate of 20 to 80% by weight.
8 Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que le bloc polymérisé comprenant du styrène comprend au moins 50 % en poids de styrène.8 Composition according to one of the preceding claims, characterized in that the polymerized block comprising styrene comprises at least 50% by weight of styrene.
9 Le bloc polymérisé comprenant du styrène comprends du methacrylate de glycidyle.9 The polymerized block comprising styrene includes glycidyl methacrylate.
10 Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que le bloc polymérisé comprenant du methacrylate de méthyle comprend plus de 50% en poids de methacrylate de méthyle. 11 Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que le bloc polymérisé comprenant du methacrylate de méthyle comprends du methacrylate de glycidyle.10 Composition according to one of the preceding claims, characterized in that the polymerized block comprising methyl methacrylate comprises more than 50% by weight of methyl methacrylate. 11 Composition according to one of the preceding claims, characterized in that the polymerized block comprising methyl methacrylate comprises glycidyl methacrylate.
12 Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que le copolymère à blocs comprenant au moins un bloc polymérisé comprenant du styrène et au moins un bloc polymérisé comprenant du methacrylate de méthyle est greffé par le methacrylate de glycidyle.12 Composition according to one of the preceding claims, characterized in that the block copolymer comprising at least one polymerized block comprising styrene and at least one polymerized block comprising methyl methacrylate is grafted with glycidyl methacrylate.
13 Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que (A) est un copolymère styrène-butadiène.13 Composition according to one of the preceding claims, characterized in that (A) is a styrene-butadiene copolymer.
14 Composition selon l'une des revendications précédentes dans laquelle la quantité de (B)+(C) est de 5 à 30 parties pour 95 à 70 parties de (A).14 Composition according to one of the preceding claims in which the amount of (B) + (C) is from 5 to 30 parts per 95 to 70 parts of (A).
15 Composition selon la revendication précédente dans laquelle la quantité de (B)+(C) est de 10 à 20 pour 90 à 80 parties de (A).15 Composition according to the preceding claim in which the amount of (B) + (C) is from 10 to 20 for 90 to 80 parts of (A).
16 Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que (C) est un copolymère tribloc S-B-M , S représentant le bloc polymérisé comprenant du styrène, M représentant le bloc polymérisé comprenant du methacrylate de méthyle, B représentant un bloc élastomérique ayant un température de transition vitreuse (Tg) inférieure à 5°C.16 Composition according to one of the preceding claims, characterized in that (C) is an SBM triblock copolymer, S representing the polymerized block comprising styrene, M representing the polymerized block comprising methyl methacrylate, B representing an elastomeric block having a temperature glass transition (Tg) less than 5 ° C.
17 Objets fabriqués dans une composition selon l'une des revendications précédentes.17 Objects made in a composition according to one of the preceding claims.
18 Utilisation de l'objet de la revendication précédente pour entrer en contact avec des composants électroniques. 18 Use of the subject of the preceding claim to come into contact with electronic components.
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