JP2017538814A - 多段ポリマーの製造方法、その組成物、その使用及びそれを含む組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
耐衝撃性改良剤は、固有の脆性又は氷点で生じる脆化、ノッチ感度及び亀裂伝播を補償することを目的として、熱可塑性組成物の衝撃強さを改善するのに広く使用されている。それ故、衝撃性が改良されたポリマーは、ゴム状材料の相マイクロドメインの取り入れにより耐衝撃性及び靱性が向上したポリマー材料である。
a)モノマー又はモノマー混合物(Am)を乳化重合により重合させ、この段階中に0℃未満のガラス転移温度を有するポリマー(A1)を含む一の層(A)を得る工程
b)工程a)で得られるポリマーの存在中、モノマー又はモノマー混合物(Bm)を乳化重合により重合させ、この後続の段階中に少なくとも45℃のガラス転移温度を有するポリマー(B1)を含む層(B)を得る工程
c)アルカリ金属塩を用いて多段ポリマーを凝固させる工程
d)多段ポリマーを洗浄する工程
e)凝固後にpH値を5から10の間の値に調整する工程
f)リンが+III又は+Vの酸化状態を有する、リン含有化合物を含む水溶液又は分散液を添加する工程
を含む方法は、満足のいく熱劣化特性を有するポリマー粉末を生成することが発見された。
a)モノマー又はモノマー混合物(Am)を乳化重合により重合させ、この段階中に0℃未満のガラス転移温度を有するポリマー(A1)を含む一の層(A)を得る工程
b)工程a)で得られるポリマーの存在中、モノマー又はモノマー混合物(Bm)を乳化重合により重合させ、この後続の段階中に少なくとも45℃のガラス転移温度を有するポリマー(B1)を含む層(B)を得る工程
c)アルカリ金属塩を用いて多段ポリマーを凝固させる工程
d)多段ポリマーを洗浄する工程
e)凝固後にpH値を5から10の間の値に調整する工程
f)リンが+III又は+Vの酸化状態を有する、リン含有化合物を含む水溶液又は分散液を添加する工程
を含む方法により得られる多段ポリマーを含む熱可塑性組成物は、満足のいく熱劣化特性を有するポリマー粉末を生成することも発見された。
a)モノマー又はモノマー混合物(Am)を乳化重合により重合させ、この段階中に0℃未満のガラス転移温度を有するポリマー(A1)を含む一の層(A)を得る工程
b)工程a)で得られるポリマーの存在中、モノマー又はモノマー混合物(Bm)を乳化重合により重合させ、この後続の段階中に少なくとも45℃のガラス転移温度を有するポリマー(B1)を含む層(B)を得る工程
c)アルカリ金属塩を用いて多段ポリマーを凝固させる工程
d)多段ポリマーを洗浄する工程
e)凝固後にpH値を5から10の間の値に調整する工程
f)リンが+III又は+Vの酸化状態を有する、リン含有化合物を含む水溶液又は分散液を添加する工程
を含む、方法に関する。
a)モノマー又はモノマー混合物(Am)を乳化重合により重合させ、この段階中に0℃未満のガラス転移温度を有するポリマー(A1)を含む一の層(A)を得る工程
b)工程a)で得られるポリマーの存在中、モノマー又はモノマー混合物(Bm)を乳化重合により重合させ、この後続の段階中に少なくとも45℃のガラス転移温度を有するポリマー(B1)を含む層(B)を得る工程
c)アルカリ金属塩を用いて多段ポリマーを凝固させる工程
d)多段ポリマーを洗浄する工程
e)凝固後にpH値を5から10の間の値に調整する工程
f)リンが+III又は+Vの酸化状態を有する、リン含有化合物を含む水溶液又は分散液を添加する工程
を含む、方法により得られる多段ポリマーを含む熱可塑性組成物に関する。
b)工程a)で得られるポリマーの存在中、モノマー又はモノマー混合物(Bm)を乳化重合により重合させ、この後続の段階中に少なくとも45℃のガラス転移温度を有するポリマー(B1)を含む層(B)を得る工程
c)アルカリ金属塩を用いて多段ポリマーを凝固させる工程
d)多段ポリマーを洗浄する工程
e)凝固後にpH値を5から10の間の値に調整する工程
f)リンが+III又は+Vの酸化状態を有する、リン含有化合物を含む水溶液を添加する工程
を含む多段ポリマーを含むポリマー組成物を製造するための方法に関して、
多段ポリマー及び熱可塑性ポリマーを含むポリマー組成物を製造するための方法であって、
a)モノマー又はモノマー混合物(Am)を乳化重合により重合させ、この段階中に0℃未満のガラス転移温度を有するポリマー(A1)を含む一の層(A)を得る工程
b)工程a)で得られるポリマーの存在中、モノマー又はモノマー混合物(Bm)を乳化重合により重合させ、この後続の段階中に少なくとも45℃のガラス転移温度を有するポリマー(B1)を含む層(B)を得る工程
c)アルカリ金属塩を用いて多段ポリマーを凝固させる工程
d)多段ポリマーを洗浄する工程
e)凝固後にpH値を5から10の間の値に調整する工程
f)リンが+III又は+Vの酸化状態を有する、リン含有化合物を含む水溶液又は分散液を添加する工程
g)多段ポリマーを乾燥させる工程
h)多段ポリマーを熱可塑性ポリマーと混合する工程
を含む、方法に関する。
ガラス転移温度
ポリマーのガラス転移点(Tg)は、熱機械分析を実現することができる機器で測定される。Rheometrics社により提案されているRDAII「RHEOMETRICS DYNAMIC ANALYSER」が使用されている。この熱機械分析は、適用される温度、ひずみ又は変形の関数としての試料の粘弾性変化を正確に測定する。この装置は、温度変化の制御プログラムの間中、ひずみを固定したまま、試料の変形を継続的に記録する。結果は、温度、弾性率(G’)、損失弾性率、及びタン・デルタの関数として、図面により得られる。Tgは、タン・デルタの導関数がゼロに等しい場合、タン・デルタ曲線から読み取られる、比較的高い温度値である。
多段重合後の一次粒子の粒径は、MALVERN社のZetasizer Nano S90で測定される。ポリマー粉末の粒径は、MALVERN社のMalvern Mastersizer 3000で測定される。重量平均粉末粒径、粒度分布、及び微粒子の比率の推定のため、0,5〜880μmの範囲を測定する、300mmレンズを備えたMalvern Mastersizer 3000装置が使用される。D(v,0.5)(又は短縮してD50)は、試料の50%がそれよりも小さいサイズの粒径を有し、試料の50%がそれよりも大きいサイズの粒径を有するところのその粒径、すなわち50%の累積体積における等体積球相当径である。このサイズは、体積メジアン径としても知られ、粒子の密度による質量メジアン径に関連している(粒子密度に依存しないサイズを想定)。D(v,0.1)又はD10は、試料の10%がそのサイズよりも小さい粒径であるところのその粒径、すなわち10%の累積体積における等体積球相当径である。D(v,0.9)又はD90は、試料の90%がそのサイズよりも小さい粒径であるところのその粒径である。
第一段階:コア1及びコア2の重合
初期投入物として、脱イオン水116.5部、ドデシルベンゼンスルホン酸の乳化剤ナトリウム塩0.1部、1,3−ブタジエン20部、t−ドデシルメルカプタン0.1部、及びp−メンタンヒドロペルオキシド0.1部を20リットル高圧反応器に入れた。溶液を攪拌しながら43℃まで加熱し、その時点でレドックス−ベースの触媒溶液(水4.5部、テトラピロホスフェート0.3部、硫酸第一鉄0.004部及びデキストロース0.3部)を入れ、重合を有効に開始した。次いで、溶液を更に56℃まで加熱し、3時間この温度を保持した。重合開始から3時間後に、第二のモノマー投入物(BD71部、t−ドデシルメルカプタン0.2部)、追加の乳化剤及び還元剤投入物(脱イオン水30.4部、ドデシルベンゼンスルホン酸の乳化剤ナトリウム塩0.9部、デキストロース0.5部)並びに追加の開始剤(0.8部のp−メンタンヒドロペルオキシド)を8時間かけて連続的に加えた。第二のモノマーの添加完了後、追加の5時間かけて残りの乳化剤及び還元剤投入物と開始剤を連続的に加えた。重合開始13時間後、溶液は68℃に加熱され、追加の開始剤(p−メンタンヒドロペルオキシド0.09部)及びスチレン(0.9部)は更に3時間継続して添加され、重合開始から少なくとも20時間が経過するまで反応させ、ブタジエンコア1−BD/ST勾配コア2ラテックス(R1)を生成した。得られたポリブタジエンゴムラテックス粒子(R1)は40.3重量%の固形物を含有し、約180nmの平均粒径を有した。
3.9リットルの反応器に80.75部(固形物基準)のポリブタジエンゴムラテックスR1、1.3部の脱イオン水、及び0.004部のナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレートを入れた。溶液は撹拌され、窒素でパージされ、55℃に加熱された。溶液が62℃に達したとき、7.1部のスチレン、0.09部のジビニルベンゼン及び0.03部のt−ブチルヒドロペルオキシドが60分間継続して添加される。その後、温度は40分間75℃に上げられる。バッチ内で、1.4部の脱イオン水と0.003部のホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウムの混合物が添加され、次いで、10.5部のメチルメタクリレート、0.13部のジビニルベンゼン及び0.04部のt−ブチルヒドロペルオキシド開始剤が30分かけて継続して添加された。先の添加の30分後、0.1部のt−ブチルヒドロペルオキシドが直ちに反応器に添加され、続いて60分間保持された。60分の保持時間後、安定化乳液をグラフトコポリマーラテックスに添加した。安定化乳液は、5.4部(グラフトコポリマーの質量ベース)の脱イオン水、0.1部のドデシルベンゼンスルホン酸のナトリウム塩及び0.38部のオクタデシル3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナメートを混合することにより調製した。得られたコアシェルラテックス(E1)は約190nmの平均粒径を有した。
撹拌器を備えた3Lの被覆容器に、500gのコアシェル粒子のラテックス粒子を連続的に入れ、14.1%の固形分にする。300r/分での撹拌下、ラテックス分散液の熱は50℃に上昇し、次いで、塩の溶液(245mLの脱塩水中27.1gの塩化ナトリウム)が注入された。凝固は非常に速く生じる。15分後、50℃での撹拌下、温度が85℃まで上げられ、この温度で更に30分間維持される。次いで、それを30℃に冷却した。続いて、凝固材料を遠心分離機で濾過し、脱イオン水を用いて洗浄し、濾過して、P1を生成した。
2リットルの目盛付フラスコに、750gのグラフトコポリマー(固形分60重量%)P1を入れ、6から7.5の間、好ましくは6から7の間(中性pH)の、2.97mg/mlリン濃度を含む、Na2HPO4(リン酸水素二ナトリウム)及びKH2PO4(リン酸二水素カリウム)の99mLの水溶液を添加する。
粉末PP1を50℃で48時間通風オーブンに入れ、完全に乾燥した後回収する。
凝固の最後の粉末1まで、実施例1を繰り返す。リン酸バッファー溶液は添加しない。実施例1のように粉末を乾燥させる。
合成に関して実施例1を繰り返すが、硫酸マグネシウム(MgSO4)を用いて凝固させる。Na2HPO4(リン酸水素二ナトリウム)の水溶液を添加する。実施例1のように粉末を乾燥させる。
Claims (23)
- 多段ポリマーを含むポリマー組成物を製造するための方法であって、
a)モノマー又はモノマー混合物(Am)を乳化重合により重合させ、この段階中に0℃未満のガラス転移温度を有するポリマー(A1)を含む一の層(A)を得る工程
b)工程a)で得られるポリマーの存在中、モノマー又はモノマー混合物(Bm)を乳化重合により重合させ、この後続の段階中に少なくとも45℃のガラス転移温度を有するポリマー(B1)を含む層(B)を得る工程
c)アルカリ金属塩を用いて多段ポリマーを凝固させる工程
d)多段ポリマーを洗浄する工程
e)凝固後にpH値を5から10の間の値に調整する工程
f)リンが+III又は+Vの酸化状態を有する、リン含有化合物を含む水溶液又は分散液を添加する工程
を含む、方法。 - 工程a)及びb)が、乳化重合中、陰イオン界面活性剤より選択される界面活性剤を使用することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- アルカリ金属塩がナトリウム塩又はカリウム塩であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
- ポリマー組成物を乾燥させる追加の工程g)を含むことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- ポリマー組成物が少なくとも350ppmのリンを含むことを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- ポリマー組成物が、+III又は+Vの酸化状態を有する、最大でも2000ppm、好ましくは最大でも1900ppm、より好ましくは最大でも1800ppmのリンを含むことを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- ポリマー組成物が、+III又は+Vの酸化状態を有する、350ppmから2000ppmの間、好ましくは370pmmから1900ppmの間、より好ましくは390ppmから1800ppmの間のリンを含むことを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 多価陽イオンが任意に添加されないことを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 開始剤が、任意に添加されたアルカリ土類金属を含有しないことを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- イオンとしても塩の形態でも、アルカリ土類金属が任意に添加されないことを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 微量の又は少量の不純物としてのアルカリ土類金属が、ポリマー組成物に、30ppm未満、好ましくは20ppm未満、より好ましくは10ppm未満、有利には9ppm未満存在することを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 微量の又は少量の不純物としてのアルカリ土類金属が、多段ポリマー組成物に9ppm未満存在することを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 多価陽イオンが、多段ポリマー組成物に、50ppm未満、好ましくは40ppm未満、より好ましくは30ppm未満、有利には20ppm未満存在することを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 多価陽イオンが、多段ポリマー組成物に20ppm未満存在することを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 凝固後に調整されたpHが、6から9の間、より好ましくは6から7.5の間、有利には6から7の間であることを特徴とする、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
- リン含有化合物が、好ましくは、有機リン化合物、リン酸塩、リン酸、ホスホン酸塩、ホスホン酸及びそれらのそれぞれのエステル並びにそれらの混合物より選択されることを特徴とする、請求項1から15のいずれか一項に方法。
- 工程f)中、リンが+III又は+Vの酸化状態を有する、リン含有化合物を含む水溶液又は分散液が、リンが+III又は+Vの酸化状態を有する、リン含有化合物を含む前記水溶液又は分散液で60重量%未満の水を含有する多段ポリマーを洗浄することにより添加されることを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
- 工程f)中、リンが+III又は+Vの酸化状態を有する、リン含有化合物を含む水溶液又は分散液が、凝固工程及び濾過工程後にウェットケーキに添加されることを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
- 多段ポリマー組成物が依然として少なくとも10重量%の水を含む場合、工程f)中、リンが+III又は+Vの酸化状態を有する、リン含有化合物を含む水溶液又は分散液が、多段ポリマーの乾燥工程中に添加されることを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1から19のいずれか一項に記載の方法により得られるポリマー組成物の、熱可塑性ポリマーのための耐衝撃性改良剤としての使用。
- 熱可塑性ポリマーが、ポリ(塩化ビニル)(PVC)、塩素化ポリ(塩化ビニル)(C−PVC)、例えばポリ(エチレンテレフタレート)(PET)又はポリ(ブチレンテレフタレート)(PBT)、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)又はポリ乳酸(PLA)のようなポリエステル、酢酸セルロース、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレン、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)、(メタ)アクリルコポリマー、熱可塑性ポリ(メチルメタクリレート−コ−エチルアクリレート)、ポリ(アルキレン−テレフタレート)、ポリフッ化ビニリデン、ポリ(塩化ビニリデン)、ポリオキシメチレン(POM)、半結晶性ポリアミド、非晶質ポリアミド、半結晶性コポリアミド、非晶質コポリアミド、ポリエーテルアミド、ポリエステルアミド、スチレン及びアクリロニトリルのコポリマー(SAN)、及びそれらのそれぞれの混合物又はアロイより選択され、好ましくは、熱可塑性ポリマー組成物が、ポリカーボネート(PC)及び/又はポリエステル(PET若しくはPBT)又はPC若しくはポリエステルアロイを含むことを特徴とする、請求項20に記載のポリマー組成物の使用であって、アロイが、例えばPC/ABS(ポリ(アクリロニトリル−コ−ブタジエン−コ−スチレン)、PC/ASA、PC/ポリエステル又はPC/PLAであってもよい、使用。
- 多段ポリマー及び熱可塑性ポリマーを含むポリマー組成物を製造するための方法であって、
a)モノマー又はモノマー混合物(Am)を乳化重合により重合させ、この段階中に0℃未満のガラス転移温度を有するポリマー(A1)を含む一の層(A)を得る工程
b)工程a)で得られるポリマーの存在中、モノマー又はモノマー混合物(Bm)を乳化重合により重合させ、この後続の段階中に少なくとも45℃のガラス転移温度を有するポリマー(B1)を含む層(B)を得る工程
c)アルカリ金属塩を用いて多段ポリマーを凝固させる工程
d)多段ポリマーを洗浄する工程
e)凝固後にpH値を5から10の間の値に調整する工程
f)リンが+III又は+Vの酸化状態を有する、リン含有化合物を含む水溶液又は分散液を添加する工程
g)多段ポリマーを乾燥させる工程
h)多段ポリマーを熱可塑性ポリマーと混合する工程
を含む、方法。 - 請求項1から19又は23のいずれか一項に記載の方法により得られるポリマー組成物を含む熱可塑性ポリマー組成物。
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