Полимерная композиция, способ ее получения, ее использование и композиция, содержащая ее
Настоящее изобретение относится к полимерной композиции, содержащей модификатор ударной вязкости и минеральный наполнитель, и к способу ее получения, и к ее применению. Полимерная композиция P1 для модификации ударной прочности термопластичных полимеров состоит из неорганического минерального соединения (F), которое включает минеральный наполнитель (F1) и агент для повышения текучести (F2), причем массовое отношение (F1)/(F2) составляет по меньшей мере 5/1, и полимерного модификатора ударной вязкости (IM1), где полимерный модификатор ударной вязкости (IM1) представляет собой полимерные частицы, имеющие многослойную структуру, содержащую по меньшей мере один слой (IM1L1), содержащий полимер (L1), и другой слой (IM1L2), содержащий полимер (L2). Изобретение обеспечивает повышение ударной прочности термопластичных полимеров, приемлемое время гомогенизации и улучшение диссипации тепла в ходе охлаждения при высокоскоростной обработке. 6 н. и 21 з.п. ф-лы, 4 табл., 2 пр.
Область техники, к которой относится изобретение
[001] Настоящее изобретение относится к полимерной композиции, содержащей модификатор ударной вязкости и минеральный наполнитель, и к способу ее получения, и к ее применению.
[002] В частности, настоящее изобретение относится к полимерной композиции, содержащей модификатор ударной вязкости и минеральный наполнитель, и к ее использованию в термопластичных полимерах.
[003] Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу приготовления полимерной композиции, содержащей модификатор ударной вязкости и минеральный наполнитель, и к ее применению для модификации ударной вязкости термопластичных полимеров.
Техническая проблема
[004] Множество видов добавок и наполнителей используют в композициях термопластичных полимеров в целом и в композициях галогенированных полимеров, в частности, по самым разным причинам. Они могут увеличивать объем композиции, повышать жесткость и прочность и сокращать циклы обработки. Они предотвращают зависание в фильерах и нейтрализуют продукты деградации. Наполнители можно также использовать для добавления окраски, непрозрачности и проводимости, или их можно использовать в качестве дешевого материала, который понижает стоимость композиции, поскольку наполнитель дешевле, чем другие ингредиенты состава.
[005] Однако добавление добавок и наполнителя в термопластичные полимеры, в особенности, когда одновременно добавляют несколько добавок или добавляют их смесь, также может изменять характеристики этой композиции термопластичного полимера в отрицательном направлении, что означает потерю или значимое снижение определенных характеристик или свойств.
[006] Полимерные композиции, содержащие полимеры с конкретной характеристикой (такой как композиция полимера, температура стеклования или структура, в качестве примера некоторых характеристик), также используются в качестве добавок для композиций термопластичных полимеров в целом и для композиций галогенированных полимерных композициях, в частности, для улучшения ударной прочности композиции или объекта, изготовленного из этих разнообразных полимеров или пластичной смолы. По этой причине эти добавки также называют модификаторами ударной вязкости.
[007] Композиция полимерной добавки совместима с композициями термопластичных полимеров в целом и с композициями галогенированных полимеров, в частности.
[008] После этого композиции термопластичных полимеров в целом и композиции галогенированных полимеров, в частности, содержащие добавки, обрабатываются и/или преобразуются (перерабатываются).
[009] Из обработанной и преобразованной композиции изготавливают полимерные изделия или их используют в качестве полимерной части в изделии.
[010] Целью настоящего изобретения является создание полимерной композиции, которую можно добавлять к термопластичным полимерам в качестве добавки.
[011] Целью настоящего изобретения также является получение полимерной композиции, которую можно использовать для повышения ударной прочности термопластичных полимеров.
[012] Другой целью настоящего изобретения является также получение полимерной композиции, которую можно использоваться для улучшения характеристик экструдированных термопластичных полимеров.
[013] Дополнительной целью настоящего изобретения является уменьшение цены полимерной композиции, которая действует в качестве модификатора ударной вязкости для композиций термопластичных полимеров, посредством добавления дешевых компонентов без отрицательного влияния на характеристики композиций термопластичных полимеров.
Уровень техники
[014] Документ US 2009/0111915 описывает акриловые сополимеры для использования в композициях с большим содержанием наполнителя. В частности, документ описывает материалы типа наполненного поливинилхлорида (PVC) в качестве композиции для кровли, содержащие от 70% масс. до 95% масс. наполнителя, от 1% масс. до 15% масс. PVC и от 0,5% масс. до 4% масс. акрилового сополимера, или композицию для сайдинга или для труб, содержащую от 15% масс. до 35% масс. наполнителя, от 50% масс. до 95% масс. PVC и от 0,25 до 6% масс. акрилового сополимера.
[015] Документ WO 2010/099160 описывает композитные полимерные модификаторы. Документ описывает композитный полимерный модификатор, состоящий из 99% масс. - 1% масс. неорганического наполнителя и 1% масс. - 99% масс. полимерной технологической добавки, а также 0% масс. - 80% модификатора ударной вязкости. Модификатор ударной вязкости не является обязательным, однако используется в некоторых примерах. Этот документ не описывает конкретных преимуществ определенных композиций модификаторов ударной вязкости.
[016] Документ WO2007/093565 описывает гибридный модификатор ударной вязкости, содержащий модификатор ударной вязкости и минеральный наполнитель. Документ пытается преодолеть разделение различных компонентов в композиции порошка и раскрывает, в частности, содержание от 3 до 20% масс. минерального наполнителя.
[017] ни один из документов предыдущего уровня техники не описывает такой же конкретной композиции как настоящее изобретение.
Краткое описание изобретения
[018] Неожиданно обнаружено, что полимерная композиция P1, содержащая
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F),
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1);
отличающаяся тем, что эти два компонента из a) и b) составляют 100% масс., повышает ударную прочность термопластичных полимеров в то же время, по-прежнему имеющих приемлемое время гомогенизации, и дает лучшую диссипацию тепла в ходе охлаждения при высокоскоростной обработке.
[019] Неожиданно также обнаружено, что способ приготовления полимерной композиции P1, содержащей
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F),
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1);
отличающейся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс., указанный способ включает стадию
смешивания двух компонентов a) и b), при этом компонент b) и, по меньшей мере, 83,33% масс. соединения a) находятся в форме дисперсии в водной фазе в ходе стадии смешивания;
дает полимерную композицию, которая повышает ударную прочность термопластичных полимеров в то же время, по-прежнему имеющих приемлемое время гомогенизации, и дает лучшую диссипацию тепла в ходе охлаждения при высокоскоростной обработке.
[020] Неожиданно также обнаружено, что способ приготовления полимерной композиции P1, содержащей
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F),
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1);
отличающейся тем, что эти два компонента a) и b составляют 100% масс., указанный способ включает стадию
i) смешивания двух компонентов a) и b), при этом компонент b) и, по меньшей мере, 83,33% масс. соединения a) находятся в форме дисперсии в водной фазе в ходе стадии смешивания;
ii) сушки смеси, полученной на стадии i);
дает полимерную композицию, которая повышает ударную прочность термопластичных полимеров в то же время, по-прежнему имеющих приемлемое время гомогенизации, и дает лучшую диссипацию тепла в ходе охлаждения при высокоскоростной обработке.
[021] Неожиданно также обнаружено, что полимерная композиция P1, содержащая
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F),
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1);
отличающаяся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс.,можно использовать для повышения ударной прочности и прочности углового сварного соединения термопластичных полимеров.
Подробное описание изобретения
[022] В соответствии с первым аспектом, настоящее изобретение относится к полимерной композиции P1, содержащей
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F),
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1);
отличающейся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс.
[023] В соответствии со вторым аспектом, настоящее изобретение относится к полимерной композиции P1, содержащей
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F),
указанное неорганическое соединение (F) состоит из минерального наполнителя (F1) и агента для повышения текучести (F2), где массовое отношение (F1)/(F2) составляет, по меньшей мере, 5/1,
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1);
отличающейся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс.
[024] В третьем аспекте настоящее изобретение относится к способу приготовления полимерной композиции P1, содержащей
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F)
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1);
отличающейся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс.,указанный способ включает стадию
смешивания двух компонентов a) и b), при этом компонент b) и, по меньшей мере, 83,33% масс. соединения a) находятся в форме дисперсии в водной фазе в ходе стадии смешивания.
[025] В четвертом аспекте настоящее изобретение относится к способу приготовления полимерной композиции P1, содержащей
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F)
указанное неорганическое соединение (F) состоит из минерального наполнителя (F1) и агента для повышения текучести (F2), где массовое отношение (F1)/(F2) составляет, по меньшей мере, 5/1,
a) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1);
отличающейся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс.,указанный способ включает стадию
смешивания двух компонентов a) и b), при этом компонент b) и минеральный наполнитель (F1) находятся в форме дисперсии в водной фазе в ходе стадии смешивания.
[026] В пятом аспекте настоящее изобретение относится к способу приготовления полимерной композиции P1, содержащей
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F),
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1);
отличающейся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс.,указанный способ включает стадию
i) смешивания двух компонентов a) и b), при этом компонент b) и, по меньшей мере, 83,33% масс. соединения a) находятся в форме дисперсии в водной фазе в ходе стадии смешивания,
ii) сушки смеси, полученной на стадии i).
[027] В шестом аспекте настоящее изобретение относится к способу приготовления полимерной композиции P1, содержащей
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F)
указанное неорганическое соединение (F) состоит из минерального наполнителя (F1) и агента для повышения текучести (F2), где массовое отношение (F1)/(F2) составляет, по меньшей мере, 5/1,
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1);
отличающейся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс.,указанный способ включает стадию
i) смешивания компонентов a) и b), при этом компонент b) и минеральный наполнитель (F1) находятся в форме дисперсии в водной фазе в ходе стадии смешивания.
ii) сушки смеси, полученной на стадии i).
[028] В седьмом аспекте настоящее изобретение относится к способу приготовления полимерной композиции P2, содержащей полимерную композицию P1, указанная полимерная композиция P1 содержит
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F)
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1),
отличающейся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс.,и указанная полимерная композиция P2 содержит также
d) термопластичный полимер TP1
указанный способ включает стадию
смешивания композиции P1 и термопластичного полимера TP1.
[029] В восьмом аспекте настоящее изобретение относится к использованию полимерной композиции P1, содержащей
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F)
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1),
отличающейся тем, что два из a) и b) составляют 100% масс.,для повышения прочности углового сварного соединения термопластичного полимера TP1, содержащего указанную полимерную композицию P1.
[030] Термином ʺполимерная композицияʺ, как используется, обозначается, что композиция состоит из полимеров, по меньшей мере, на 40% масс.
[031] Термином ʺсополимерʺ, как используется, обозначается, что полимер состоит, по меньшей мере, из двух различных мономеров.
[032] Термином ʺ(мет)акриловыйʺ, как используется, обозначаются все виды акриловых и метакриловых мономеров.
[033] Термином ʺ(мет)акриловый полимерʺ, как используется, обозначается, что (мет)акриловый полимер содержит в основном полимеры, содержащие (мет)акриловые мономеры, которые составляют 50% масс. или больше от (мет)акрилового полимера.
[034] Термином ʺполимерный порошокʺ, как используется, обозначается полимер, содержащий зерна порошка в диапазоне, по меньшей мере, 1 микрометра (мкм), полученные посредством агломерации первичного полимера, содержащего частицы в нанометровом диапазоне.
[035] Термином ʺпервичная частицаʺ, как используется, обозначается частица сферической формы, содержащая полимер, в нанометровом диапазоне. Предпочтительно, первичная частица имеет средневзвешенный размер частиц в пределах между 20 нм и 500 нм.
[036] Как ʺмногостадийный полимерʺ, как используется, обозначается полимер, формируемый последовательным образом с помощью способа многостадийной полимеризации. Предпочтительным является способ многостадийной эмульсионной полимеризации, в котором первый полимер представляет собой полимер первой стадии, а второй полимер представляет собой полимер второй стадии, то есть, второй полимер формируется посредством эмульсионной полимеризации в присутствии первого эмульсионного полимера.
[037] Термином ʺдисперсияʺ, как используется, обозначается коллоидная система со сплошной жидкой фазой и дисперсной твердой фазой, которая распределена в сплошной фазе.
[038] Термином ʺэмульсияʺ, как используется, обозначается смесь жидкость/жидкость из жидкой дисперсной фазы в жидкой сплошной фазы.
[039] Под термином ʺPVCʺ, как используется, понимается поливинилхлорид в форме гомополимера или сополимера, содержащего, по меньшей мере, 50% масс. винилхлорида.
[040] Под термином ʺнаполнительʺ, как используется, понимается твердый расширяющий агент, добавляемый к полимеру для улучшения свойств и/или уменьшения стоимости.
[041] Под термином ʺагент для повышения текучестиʺ, как используется, понимается агент против комкования, который делает возможной хорошую сыпучесть порошка и предотвращает комкование.
[042] Под сокращением ʺphrʺ подразумеваются части на сто частей смолы. Например, 15 phr наполнителя в препарате PVC означает, что 15 кг наполнителя добавляют к 100 кг PVC.
[043] Под выражением ʺчто эти два компонента a) и b) составляют 100% массʺ, как используется, подразумевается, что отношение этих двух компонентов a) и b) вычисляется только из суммы этих двух компонентов. Если имеются другие дополнительные компоненты кроме a) и b), они не учитываются при вычислении массового отношения между этими двумя компонентами из них.
[044] Говоря, что рассматривается диапазон от x до y по настоящему изобретению, подразумевается, что верхний и нижний пределы этого диапазона включаются, это означает: от x, по меньшей мере, и до y включительно.
[045] Говоря, что диапазон находится в пределах между x и y по настоящему изобретению, подразумевается, что верхний и нижний пределы этого диапазона исключаются, это означает больше чем x и меньше чем y.
[046] Относительно полимерной композиции P1 по настоящему изобретению, она содержит, по меньшей мере, два компонента, a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F), b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1).
[047] Компонент b) также может представлять собой смесь нескольких полимерных модификаторов ударной вязкости (IM1)-(IMx). В этом случае сумма соответствующих полимерных модификаторов ударной вязкости в полимерной композиции составляет от 40% масс. до 71% масс. Каждый полимерный модификатор ударной вязкости имеет конкретную отличающуюся характеристику, например, композицию или морфологию.
[048] Указанное неорганическое соединение (F) состоит минерального наполнителя (F1) и агента для повышения текучести (F2), где массовое отношение (F1)/(F2) составляет, по меньшей мере, 5/1.
[049] Предпочтительно, полимерная композиция P1 содержит a) в пределах между 29% масс. и 60% масс. неорганического соединения (F) и b) в пределах между 40% масс. и 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1).
[050] Более предпочтительно, композиция P1 по настоящему изобретению содержит a) в пределах между 31% масс. и 59% масс. неорганического соединения (F) и b) в пределах между 41% масс. и 69% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1). Еще более предпочтительно, композиция P1 по настоящему изобретению содержит a) в пределах между 33% масс. и 58% масс. неорганического соединения (F) и b) в пределах между 42% масс. и 67% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1), и еще более предпочтительно, композиция по настоящему изобретению содержит a) в пределах между 35% масс. и 55% масс. неорганического соединения (F) и b) в пределах между 45% масс. и 65% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1).
[051] Преимущественно, композиция P1 по настоящему изобретению содержит a) в пределах между 40% масс. и 55% масс. неорганического соединения (F) и b) в пределах между 45% масс. и 60% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1), более преимущественно, a) в пределах между 40% масс. и 54% масс. неорганического соединения (F) и b) в пределах между 46% масс. и 60% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1), и наиболее преимущественно, a) в пределах между 40% масс. и 52% масс. неорганического соединения (F) и b) в пределах между 48% масс.,и 60% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1).
[052] В одном из конкретных вариантов осуществления композиция P1 по настоящему изобретению содержит a) в пределах между 42% масс. и 47% масс. неорганического соединения (F) и b) в пределах между 53% масс. и 58% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1).
[053] Полимерная композиция P1 по настоящему изобретению предпочтительно находится в форме порошка, содержащего эти два компонента. Порошок состоит из зерен агрегированных частиц этих двух компонентов. Эти частицы представляют собой первичные частицы.
[054] Относительно полимерного порошка по настоящему изобретению, он имеет медианный по объему размер частиц D50 в пределах между 1 мкм и 500 мкм. Предпочтительно, медианный по объемам размер частиц полимерного порошка находится в пределах между 10 мкм и 450 мкм, более предпочтительно, между 15 мкм и 400 мкм, а преимущественно, между 20 мкм и 350 мкм.
[055] D10 распределения размера частиц по объемам составляет, по меньшей мере, 7 мкм, а предпочтительно, 10 мкм.
[056] D90 распределения размера частиц по объемам составляет самое большее 800 мкм, а предпочтительно, самое большее 500 мкм.
[057] Порошок по настоящему изобретению является гомогенным с точки зрения композиции относительно этих трех компонентов.
[058] Гомогенный по настоящему изобретению означает отсутствие значимого разброса в композиции. Если один или несколько малых образцов (1 г или меньше, содержащих несколько частиц зерен порошка) отбираются из большего количества (1 кг) композиции, то нет значимого разброса композиции относительно массового отношения трех соответствующих компонентов в малом образце по сравнению с другими малыми образцами и с композицией в целом. Под отсутствием значимого разброса подразумевается, что разброс составляет меньше 30% относительно композиции в целом. В качестве примера, если композиция P1 в целом содержит 40% масс. неорганического соединения (F), 10% масс. (мет)акрилового сополимера (A1) и 50% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1), малый первый образец, отобранный из композиции в целом, который содержал бы 35% масс. неорганического соединения (F), 11% (мет)акрилового сополимера (A1) и 54% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1), или второй малый образец, отобранный из композиции в целом, который содержал бы 42% масс. неорганического соединения (F), 10% (мет)акрилового сополимера (A1) и 48% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1), означали бы гомогенную композицию, поскольку разброс отношения соответствующих компонентов в малых образцах находится в пределах 30% разброса с точки зрения композиции образца в целом.
[059] Предпочтительно, разброс компонентов в композиции меньше 25%, более предпочтительно, меньше 20%.
[060] В идеальном случае каждая частица или зерно порошка содержит оба компонента a) и b) и состоит из агрегированных частиц этих двух компонентов. Разброс массового отношения двух компонентов в отдельной частице или зерне порошка может быть важнее, чем разброс в описанном ранее малом образце.
[061] Полимерная композиция P1 по настоящему изобретению, которая предпочтительно находится в форме порошка, более предпочтительно, представляет собой сухой порошок. Сухой означает, что порошок имеет определенный максимальный уровень влажности.
[062] Сухая полимерная композиция P1 в форме порошка по настоящему изобретению содержит меньше 3% масс. влажности, а предпочтительно, меньше 1,5% масс. влажности, а более предпочтительно, меньше 1,2% масс. влажности. Влажность полимерной композиции можно измерить с помощью термовесов.
[063] Сухая полимерная композиция P1 в форме порошка по настоящему изобретению может дополнительно содержать агент для повышения текучести (F2). Агент для повышения текучести (F2) предпочтительно представляет собой неорганическое соединение. Следовательно, агент для повышения текучести (F2) составляет часть неорганического соединения (F) композиции P1. Неорганическое соединение (F) состоит из агента для повышения текучести (F2) и неорганического наполнителя (F1): (F)=(F1)+(F2) Количество агента для повышения текучести (F2) является гораздо менее важным в полимерной композиции P1, чем количество неорганического наполнителя (F1). Количество (F1), по меньшей мере, в 5 раз больше, чем количество (F2).
[064] Плотность полимерной композиции P1 составляет, по меньшей мере, 1,25 г/см3, предпочтительно, по меньшей мере, 1,3 г/см3, а более предпочтительно, по меньшей мере, 1,33 г/см3.
[065] Плотность полимерной композиции P1 составляет самое большее 1,75 г/см3, предпочтительно, самое большее 1,7 г/см3, а более предпочтительно, самое большее 1,67 г/см3.
[066] Преимущественно, плотность полимерной композиции P1 находится в пределах между 1,25 г/см3 и 1,75 г/см3, а более преимущественно, в пределах между 1,3 г/см3 и 1,7 г/см3.
[067] Относительно неорганического соединения (F), оно представляет собой либо неорганический наполнитель, либо минеральный наполнитель (F1), либо оно содержит как неорганический наполнитель или минеральный наполнитель (F1), так и агент для повышения текучести (F2).
[068] Предпочтительно, неорганическое соединение (F) содержит минеральный наполнитель (F1) и агент для повышения текучести (F2). Более предпочтительно, массовое отношение (F1)/(F2) составляет, по меньшей мере, 5/1.
[069] Относительно минерального наполнителя (F1), можно рассмотреть стекловолокно, полые стеклянные микросферы, неорганические соединения, такие как минералы и соли, включая карбонат кальция (CaCO3), диоксид кремния, силикаты, такие как силикат или метасиликат кальция, глину, такую как бентонит, слюду, тальк, оксид тригидрат алюминия, гидроксид магния, оксиды металлов или сочетания двух или более из них.
[070] Предпочтительно, минеральный наполнитель (F1) выбирают из карбоната кальция, диоксида титана или кальцинированной глины, диоксида кремния (коллоидного или преципитированного), глины, монтмориллонита (наноглины), цеолита, перлита или любого другого типа неорганического материала, который может быть получен как суспензия.
[071] Более предпочтительно, минеральный наполнитель (F1) выбирают из карбоната кальция, кальцинированной глины, диоксида кремния (коллоидного или преципитированного), глины, монтмориллонита (наноглины), цеолита или перлита.
[072] Минеральный наполнитель (F1) неорганического соединения (F) также может представлять собой смесь нескольких минеральных наполнителей от (F1a) до (F1x).
[073] Еще в одном предпочтительном варианте осуществления минеральный наполнитель (F1) представляет собой карбонат кальция (CaCO3).
[074] Преимущественно, карбонат кальция выбирают из преципитированного карбоната кальция (PCC), измельченного природного карбоната кальция (GCC) или наноразмерных частиц преципитированного карбоната кальция (NPCC).
[075] Минеральный наполнитель (F1) или, по меньшей мере, часть минерального наполнителя (F1) также может находиться в форме суспензии для способа приготовления полимерной композиции P1.
[076] Предпочтительно, наполнитель (F1) или, по меньшей мере, часть минерального наполнителя (F1), который смешивается с (мет)акриловым сополимером (A1) и с полимерным модификатором ударной вязкости (IM1), находится в форме суспензии.
[077] Относительно суспензии минерального наполнителя, она представляет собой водную дисперсию минерального наполнителя с содержанием твердых продуктов, предпочтительно, между 5% масс. и 90% масс.,а преимущественно, в пределах между 50% масс. и 80% масс. Эта водная дисперсия может содержать любое конкретное поверхностно-активное вещество, диспергирующий агент, добавку или агент для обработки поверхности наполнителя, который может преимущественно улучшить качество суспензии (стабильность, вязкость или совместимость с полимерной матрицей хозяина).
[078] Относительно агента для повышения текучести (F2), он представляет собой неорганический порошок.
[079] Агент для повышения текучести (F2) также может представлять собой смесь нескольких агентов для повышения текучести (F2a)-(F2x).
[080] Преимущественно, агент для повышения текучести (F2) выбирают из карбоната кальция (CaCO3).
[081] Относительно полимерного модификатора ударной вязкости (IM1), он предпочтительно представляет собой полимерную частицу, имеющую многослойную структуру.
[082] Полимерная частица, имеющая многослойную структуру, имеет более или менее сферическую форму. Полимерная частица имеет средневзвешенный размер частиц (диаметр) в пределах между 20 нм и 500 нм. Предпочтительно, средневзвешенный размер частиц для полимерных частиц находится в пределах между 50 нм и 400 нм, более предпочтительно, между 75 нм и 350 нм, а преимущественно, между 80 нм и 300 нм.
[083] Полимерную частицу по настоящему изобретению получают с помощью многостадийного способа, например, двух или трех стадий, или большего количества стадий, каждая стадия дает слой, способ в целом дает частицу с многослойной структурой.
[084] Полимерный модификатор ударной вязкости (IM1) в форме полимерных частиц, имеющих многослойную структуру, содержит, по меньшей мере, один слой (IM1L1), содержащий полимер (L1), имеющий температуру стеклования ниже 0°C, и, по меньшей мере, еще один слой (IM1L2), содержащий полимер (L2), имеющий температуру стеклования выше 45°C.
[085] Более предпочтительно, температура стеклования Tg полимера (L1) находится в пределах между -100°C и 0°C, еще более предпочтительно, между -80°C и 0°C, а преимущественно, между -80°C и -20°C, а более преимущественно, между -70°C и -20°C.
[086] Предпочтительно, температура стеклования Tg полимера (L2) находится в пределах между 60°C и 150°C. Температура стеклования полимера (L2), более предпочтительно, находится в пределах между 80°C и 140°C, преимущественно, между 90°C и 135°C, а более преимущественно, между 90°C и 130°C.
[087] Для получения образца соответствующих полимеров (L1) и (L2) их можно приготовить по отдельности, а не с помощью многостадийного способа, для более легкой оценки и измерения температуры стеклования Tg соответствующих полимеров на соответствующих стадиях, отдельно.
[088] Массовое отношение слой (IM1L1)/слой (IM1L2) в многостадийном полимере предпочтительно составляет, по меньшей мере, 70/30, более предпочтительно, по меньшей мере, 80/20, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 85/15, преимущественно, по меньшей мере, 86/14, более преимущественно, 87/13, еще более преимущественно, 88/12, а наиболее преимущественно, 89/11.
[089] Массовое отношение слой (IM1L1)/слой (IM1L2) в многостадийном полимере предпочтительно находится в пределах между 70/30 и 99/1, более предпочтительно, между 80/20 и 98/2, еще более предпочтительно, между 85/15 и 97/3, преимущественно, между 86/14 и 97/3, более преимущественно, между 87/13 и 97/3, еще более преимущественно, между 88/12 и 97/3, а наиболее преимущественно, между 89/11 и 96/4.
[090] Предпочтительно, полимер L1 составляет более 85% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1), а более предпочтительно, более 86% масс.
[091] Многослойная структура IM1 может иметь различные структуры. Слой (IM1L1), содержащий полимер (L1), имеющий температуру стеклования ниже 0°C, может представлять собой сердцевину полимерного модификатора ударной вязкости (IM1) или промежуточный слой, но никогда не составляет слой крайний снаружи. Слой (IM1L2), содержащий полимер (L2), имеющий температуру стеклования выше 45°C, может представлять собой крайний снаружи слой.
[092] Слой (IM1L2), содержащий полимер (L2), предпочтительно представляет собой (мет)акриловый сополимер, содержащий, по меньшей мере, 50% масс. полимерных единиц, поступающих от метилметакрилата.
[093] В первом предпочтительном варианте осуществления (IM1), полимер (L1), имеющий температуру стеклования ниже 0°C, представляет собой (мет)акриловый полимер, содержащий, по меньшей мере, 50% масс. мономеров от алкилакрилатов. Предпочтительно, полимер (L2) или большая часть полимера (L2) слоя (IM1L2) привита на слое, расположенном ниже.
[094] Более предпочтительно, полимер (L1) содержит сомономер или сомономеры, которые сополимеризуются с алкилакрилатом, постольку, поскольку полимер (A1) имеет температуру стеклования меньше, чем 0°C.
[095] Сомономер или сомономеры в полимере (L1) предпочтительно выбирают из (мет)акриловых мономеров и/или виниловых мономеров.
[096] (Мет)акриловый сомономер в полимере (L1) содержит мономеры, выбранные из C1-C12 алкил(мет)акрилатов. Еще более предпочтительно, (мет)акриловый сомономер в полимере (L1) содержит мономеры C1-C4 алкилметакрилата и/или мономеры C1-C8 алкилакрилата.
[097] Наиболее предпочтительно, акриловые или метакриловые сомономеры полимера (L1) выбирают из метилакрилата, пропилакрилата, изопропилакрилата, бутилакрилата, трет-бутилакрилата, метилметакрилата, этилметакрилата, бутилметакрилата и их смесей, постольку, поскольку полимер (L1) имеет температуру стеклования меньше 0°C.
[098] Предпочтительно, полимер (L1) является поперечно сшитым. Это означает, что агент для поперечной сшивки добавляют к другому мономеру или мономерам. Агент для поперечной сшивки содержит, по меньшей мере, две группы, которые могут полимеризоваться.
[099] В одном из конкретных вариантов осуществления полимер (L1) представляет собой гомополимер бутилакрилата.
[0100] В другом конкретном варианте осуществления полимер (L1) представляет собой сополимер бутилакрилата и, по меньшей мере, одного агента для поперечной сшивки. Агент для поперечной сшивки составляет меньше 5% масс. этого сополимера.
[0101] Более предпочтительно, температура стеклования Tg полимера (L1) по первому варианту осуществления находится в пределах между -100°C и 0°C, еще более предпочтительно, между -100°C и -5°C, преимущественно, между -90°C и -15°C, а более преимущественно, между -90°C и -25°C.
[0102] Во втором предпочтительном варианте осуществления полимер (L1), имеющий температуру стеклования ниже 0°C, составляет, по меньшей мере, 50% масс. полимерных единиц, поступающих от изопрена или бутадиена, и стадия или слой (IML1) представляет собой крайний внутренний слой полимерной частицы, имеющей многослойную структуру. Другими словами, стадия получения слоя (IM1L1), содержащего полимер (L1), представляет собой сердцевину полимерной частицы.
[0103] В качестве примера полимера (L1) сердцевины по второму варианту осуществления, можно рассмотреть изопреновые гомополимеры или бутадиеновые гомополимеры, сополимеры изопрен-бутадиен, сополимеры изопрена самое большее с 98% масс. винилового мономера и сополимеры бутадиена самое большее с 98% масс. винилового мономера. Виниловый мономер может представлять собой стирол, алкилстирол, акрилонитрил, алкил(мет)акрилат или бутадиен, или изопрен. В одном из вариантов осуществления сердцевина представляет собой бутадиеновый гомополимер.
[0104] Более предпочтительно, температура стеклования Tg полимера (L1) по второму варианту осуществления, содержащего, по меньшей мере, 50% масс. полимерных единиц, поступающих от изопрена или бутадиена, находится в пределах между -100°C и 0°C, еще более предпочтительно, между -100°C и -5°C, преимущественно, между -90°C и -15°C, а еще более преимущественно, между -90°C и -25°C.
[0105] Относительно термопластичного полимера TP1, его выбирают из галогеносодержащих полимеров, таких, например, как поливинилхлорид, полиамид, полиметилметакрилат, полистирол, поликарбонат, из сложных полиэфиров, таких как полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат, полициклогександиметанолтерефталат, и из полиолефинов.
[0106] В первом предпочтительном варианте осуществления термопластичный полимер TP1 представляет собой галогеносодержащий полимер.
[0107] Относительно галогеносодержащего полимера, можно рассмотреть:
[0108] гомополимеры и сополимеры винилхлорида (PVC) и винилиденхлорида (PVDC), виниловых смол, содержащих винилхлоридные единицы в их структуре, такие как сополимеры винилхлорида, и сложные виниловые эфиры алифатических кислот, в частности, винилацетат, сополимеры винилхлорида со сложными эфирами акриловой и метакриловой кислоты и с акрилонитрилом, сополимеры винилхлорида с диеновыми соединениями и ненасыщенными дикарбоновыми кислотами или их ангидридами, такие как сополимеры винилхлорида с диэтилмалеатом, диэтилфумаратом или малеиновым ангидридом, пост-хлорированные полимеры и сополимеры винилхлорида, сополимеры винилхлорида и винилиденхлорида с ненасыщенными альдегидами, кетонами и простыми эфирами, такими как акролеин, кротональдегид, винилметилкетон, простой винилметиловый эфир, простой винилизобутиловый эфир, и тому подобное; полимеры винилиденхлорида и его сополимеры с винилхлоридом и другими полимеризуемыми соединениями;
[0109] полимеры винилхлорацетата и простого дихлордивинилового эфира; хлорированные полимеры винилкарбоксилата, такие как винилацетат, винилпропионат, винилбутират, сложные хлорированные полимерные эфиры акриловой кислоты и α-замещенной акриловой кислоты, такой как метакриловая кислота, нитрилов, амидов, сложных алкиловых эфиров, таких как акрилонитрил, (мет)акриламид, метил(мет)акрилат, бутилакрилат, этилакрилат, 2-этилгексилакрилат;
[0110] полимеры винилароматических производных, таких как стирол, дихлорстирол; хлорированные каучуки;
[0111] хлорированные полимеры олефинов, таких как этилен, пропен, 1-бутен, (2,2,1)бициклогептен-2, (2,2,1)бициклогепта-диен-2,5;
[0112] полимеры и пост-хлорированные полимеры хлорбутадиена и его сополимеры с винилхлоридом, хлорированные природные и синтетические каучуки, а также смеси этих полимеров друг с другом или с другими полимеризуемыми соединениями.
[0113] привитые галогеносодержащие сополимеры, где часть галогеносодержащего полимера прививается на (мет)акриловом гомо- или сополимере, в форме частиц, которые могут быть или не быть сшитыми.
[0114] Предпочтительно, галогеносодержащий полимер представляет собой термопластичный полимер, а не эластомерный сополимер. Температура стеклования термопластичного полимера составляет, по меньшей мере, 40°C, предпочтительно, 50°C.
[0115] Предпочтительно, галоген в галогеносодержащем полимере выбирают из фтора или хлора, а преимущественно, галоген представляет собой хлор.
[0116] Хлорсодержащий полимер выбирают среди полимеров или смесей полимеров, выбранных среди гомополимерных винилхлоридов, таких как поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, хлорированный поливинилхлорид, пост-хлорированный поливинилхлорид и полимеры, формируемые посредством сополимеризации винилхлоридного мономера и до 40% сомономера, такого как винилацетат, винилбутират, винилиденхлорид, пропилен, метилметакрилат, и тому подобное, а также хлорсодержащие полимеры, содержащие другие полимеры, такие как хлорированный полиэтилен, терполимеры акрилонитрила, бутадиена, стирола, терполимеры метилметакрилата, бутадиена, стирола; полиакрилатные смолы, полиметилметакрилатные смолы и терполимер алкилакрилата, метилметакрилата, бутадиена, предпочтительно, хлорсодержащий полимер представляет собой поливинилхлорид или пост-хлорированный поливинилхлорид.
[0117] Предпочтительно, хлорсодержащий полимер выбирают из гомо- и сополимеров винилхлорида (VC); содержащих, по меньшей мере, 50% масс. единиц VC, предпочтительно, по меньшей мере, 70% масс. единиц VC, более предпочтительно, по меньшей мере, 80% масс. единиц VC, преимущественно, по меньшей мере, 85% масс. единиц VC; или их смесей.
[0118] Относительно способа приготовления полимерной композиции P1 по настоящему изобретению, содержащей
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения(F),
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1);
отличающейся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс.,указанный способ включает стадию
смешивания двух компонентов a) и b), при этом компонент b) и, по меньшей мере, 83,33% масс. соединения a) находятся в форме дисперсии в водной фазе в ходе стадии смешивания.
[0119] Относительно первого предпочтительного способа приготовления полимерной композиции P1 по настоящему изобретению, содержащей
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения(F),
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1);
отличающейся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс., указанный способ включает стадию
i) смешивания двух компонентов a) и b), при этом компонент b) и, по меньшей мере, 83,33% масс. соединения a) находятся в форме дисперсии в водной фазе в ходе стадии смешивания
ii) сушки смеси, полученной на стадии i).
[0120] Относительно второго предпочтительного способа приготовления полимерной композиции P1 по настоящему изобретению, содержащей
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения(F),
указанное неорганическое соединение (F) состоит из минерального наполнителя (F1) и агента для повышения текучести (F2), где массовое отношение (F1)/(F2) составляет, по меньшей мере, 5/1,
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1);
отличающейся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс.,указанный способ включает стадию
смешивания двух компонентов a) и b), при этом два компонента b) и (F1) находятся в форме дисперсии в водной фазе в ходе стадии смешивания.
[0121] Более предпочтительно, способ приготовления полимерной композиции P1, содержащей
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F)
указанное неорганическое соединение (F) состоит из минерального наполнителя (F1) и агента для повышения текучести (F2), где массовое отношение (F1)/(F2) составляет, по меньшей мере, 5/1,
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1);
отличающейся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс.,указанный способ включает стадию
i) смешивания двух компонентов a) и b), при этом два компонента b) и (F1) находятся в форме дисперсии в водной фазе в ходе стадии смешивания,
ii) сушки смеси, полученной на стадии i).
[0122] Кроме того, способ может дополнительно включать стадию извлечения полученной смеси от предыдущей стадии для формирования полимерного порошка или в виде полимерного порошка.
[0123] Количества водной дисперсии двух компонентов a) и b) или (F1) выбираются на основе содержания твердых продуктов в каждой соответствующей дисперсии, для получения композиции полимерной композиции P1 на основе части твердых продуктов.
[0124] Стадия извлечения способа получения полимерной композиции по настоящему изобретению предпочтительно осуществляется посредством коагуляции или посредством сушки распылением. Очевидно, что сушка распылением объединяет извлечение и сушку в одной стадии способа.
[0125] В случае сушки распылением можно смешивать или перемешивать соответствующие дисперсии компонентов a) и b) перед добавлением жидкой смеси в устройство для сушки распылением. Можно также смешивать или перемешивать дисперсию внутри устройства для сушки распылением в ходе стадии извлечения.
[0126] Сушка распылением представляет собой предпочтительный способ извлечения и/или сушки для способа приготовления полимерной композиции P1.
[0127] Полимерная композиция P1 после сушки содержит меньше 3% масс. влажности, а предпочтительно, меньше 1,5% масс. влажности, а более предпочтительно, меньше 1,2% масс. влажности.
[0128] Настоящее изобретение относится также к способу приготовления полимерной композиции P2, содержащей полимерную композицию P1, указанная полимерная композиция P1 содержит
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F)
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1);
отличающейся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс.,и указанная полимерная композиция P2 содержит также
d) термопластичный полимер TP1
указанный способ включает стадию
смешивания композиции P1 и термопластичного полимера TP1.
[0129] Предпочтительно, в способе приготовления полимерной композиции P2, полимерную композицию P1 приготавливают согласно способу, описанному ранее.
[0130] Неорганическое соединение (F), полимерный модификатор ударной вязкости (IM1), полимерная композиция P1 и термопластичный полимер TP1 являются такими же, как определено ранее.
[0131] Предпочтительно, смешивание композиций P1 и термопластичного полимера TP1 осуществляют с помощью средств, известных специалистам в области смешивания полимерных композиций, таких как сухое смешивание или компаундирование компонентов, когда их обрабатывают в расплаве.
[0132] Отношение полимерной композиции P1 к полимерной композиции P2 находится в пределах между 1 и 20 phr, предпочтительно, между 2 и 15 phr, более предпочтительно, между 3 и 12 phr, а преимущественно, между 3 и 10 phr.
[0133] Настоящее изобретение относится к использованию полимерной композиции P1, содержащей
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F)
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1),
отличающейся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс.,для повышения ударной прочности термопластичного полимера TP1 и диссипации тепла в ходе охлаждения при высокоскоростной обработке.
[0134] После использования, термопластичный полимер TP1 содержит полимерную композицию P1 и дает полимерную композицию P2.
[0135] Предпочтительно, в способе приготовления полимерной композиции P2, полимерную композицию P1 приготавливают согласно способам, описанным ранее.
[0136] Неорганическое соединение (F), полимерный модификатор ударной вязкости (IM1), полимерная композиция P1 и термопластичный полимер TP1 являются такими же, как определено ранее.
[0157] Настоящее изобретение относится к использованию полимерной композиции P1, содержащей
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F)
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1),
отличающейся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс.,для повышения прочности углового сварного соединения полимерной композиции P2, которая содержит указанную полимерную композицию P1 и термопластичный полимер TP1.
[0138] Предпочтительно, в способе приготовления полимерной композиции P2, полимерную композицию P1 приготавливают согласно способу, описанному ранее.
[0139] Неорганический минеральный наполнитель (F), полимерный модификатор ударной вязкости (IM1), полимерная композиция P1 и термопластичный полимер TP1 являются такими же, как определено ранее.
[0140] Предпочтительно, преобразование полимерной композиции P2, которая содержит указанную полимерную композицию P1 и термопластичный полимер TP1, осуществляют посредством экструзии.
[0141] Полимерную композицию P1 используют в полимерной композиции P2 при отношении в пределах между 1 и 20 phr, предпочтительно, между 2 и 15 phr, более предпочтительно, между 3 и 12 phr, а преимущественно, между 3 и 10 phr.
[0142] Полимерную композицию P2 можно обрабатывать и преобразовывать в изделие.
[0143] Настоящее изобретение относится также к изделию, содержащему полимерную композицию P2, как описано выше. Это изделие может представлять собой профиль, трубу, сайдинг, пену, пленку, лист, кровельную пленку или лист.
[0144] В первом предпочтительном варианте осуществления изделие согласно настоящему изобретению представляет собой профиль. В одном из первых преимущественных вариантов осуществления изделие согласно настоящему изобретению представляет собой сайдинг или оконный профиль.
Методы оценки
[0145] Температура стеклования
Температуры стеклования (Tg) полимеров или смеси полимеров измеряют с помощью оборудования, которое может осуществлять термомеханический анализ. Используют RDAII ʺRHEOMETRICS DYNAMIC ANALYSERʺ, предлагаемый Rheometrics Company. Термомеханический анализ прецизионно измеряет вязкоупругие изменения образца как функцию температуры, прилагаемого напряжения или деформации. Используемая частота составляет 1 Гц. Устройство осуществляет непрерывную регистрацию деформации образца, поддерживает фиксированное напряжение в ходе контролируемой программы изменения температуры.
Результаты получают посредством изображения как функций температуры модуля упругости (G'), модуля потерь и тангенса дельта. Tg представляет собой более высокое значение температуры на кривой тангенса дельта, когда производная тангенса дельта равна нулю.
[0146] Для оценки среднего по объему размера частиц порошка, распределения размеров частиц и доли мелких частиц используют устройство Malvern Mastersizer 300 с 300-мм линзами, измеряющее в диапазоне 0,5-880 мкм. Величина D (v, 0,5) представляет собой размер частиц, при котором 50% образца имеет размер меньше, чем этот, и 50% образца имеет размер больше, чем этот размер, или, другими словами, эквивалентный объемный диаметр при 50% кумулятивном объеме. Этот размер известен также как объемный медианный диаметр (сокращенно D50), который связан с массовым или весовым медианным диаметром посредством плотности частиц, в предположении независящей от размера плотности частиц.
[0147] Эффективность гомогенизации
[0148] Эффективность гомогенизации полимерной композиции оценивают посредством измерения времени гомогенизации с помощью крутильного реометра на основе ASTM D2538-02 (повторно утверждено в 2010 году). Меньшее время гомогенизации означает лучшую эффективность гомогенизации и интерпретируется как более эффективный процесс.
[0149] Ударная прочность
[0150] Метод British Standard BSI 2783 используют для оценки ударной прочности с одинарным V-образным разрезом. Используют радиус разреза 0,1 мм. Ударное исследование оценивают при контролируемой комнатной температуре. Энергия маятника составляет 1 Дж. Используют 10 образцов для оценки средней энергии удара и его стандартного отклонения.
[0151] Метод DIN 53753 используют для оценки ударной прочности с двойным V-образным разрезом. Используют радиус разреза 0,1 мм. Ударное исследование оценивают при контролируемой комнатной температуре. Энергия маятника составляет 1 Дж. Используют 10 образцов для оценки средней энергии удара и его стандартного отклонения. Также приводится информация о типе разрушения (пластичное или хрупкое).
[0152] Прочность углового сварного соединения (CWS)
[0153] Сопротивление прочности углового сварного соединения оценивают, используя внутренний метод. После экструзии образцы сваривают при 240°C под давлением. Затем образцы подвергают исследованию стойкости сварки при контролируемой комнатной температуре при 25°C. Среднюю прочность при разрыве оценивают для 5 образцов.
[0154] Микроскопия
[0155] Микроскопию порошка осуществляют с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM). При детектировании обратного рассеяния электронов можно легко детектировать неорганический наполнитель, например, карбонат кальция, в каждом зерне порошка.
[Примеры]
[0156] Используют или приготавливают следующие материалы:
[0157] Полимерный модификатор ударной вязкости (IM1) приготавливают согласно технологии, описанной в патенте США № 4278576, который использует стандартную технологию эмульсионной полимеризации.
[0158] В качестве полимерного модификатора ударной вязкости (IM1) приготавливают модификатор ударной вязкости из акрилового полимера типа сердцевина/оболочка, используя 89,2 части бутилакрилата, 0,4 части диакрилата бутиленгликоля и 0,4 части диаллилмалеата в качестве эластомерной сердцевины, с последующей полимеризацией 10 частей метилметакрилата. Содержание твердых продуктов составляет 40% от водной дисперсии.
[0159] Неорганический минеральный наполнитель (F1) представляет собой карбонат кальция (CaCO3). Суспензию или дисперсию CaCO3 приготавливают согласно технологии, описанной в патенте Японии № 59057913. А именно, суспензию получают посредством смешивания 270 частей воды, 0,72 части полиакрилата натрия и 729,3 части частиц CaCO3 диаметром 0,2-0,6 мкм и при влажности 0,6%, перемешивания в течение 20 мин при скорости сдвига 102/сек 5 раз. Полученное содержание твердых продуктов составляет 73% масс.
[0160] В качестве термопластичного полимера TP1 используют поливинилхлорид PVC S110P от Kemone.
[0161] В качестве агента для повышения текучести (F2) используют карбонат кальция (PCC, 0,07 микрона).
[0162] Образец композиции согласно таблице 1 приготавливают как полимерную композицию P1 или как композиции для сравнительных примеров в форме порошков.
[0163] Сравнительный пример 1: дисперсию (IM1) и суспензию неорганического наполнителя (F1) смешивают при следующем отношении, 9,11 кг (9110 частей) дисперсии и 0,705 кг (705 частей) суспензии, и сушат распылением при условиях, классически используемых для дисперсии самой по себе. Полученный порошок имеет размер частиц ~150 мкм. 3 процента массовых карбоната кальция (PCC, 0,07 микрона) добавляют к извлеченному порошку в качестве агента для повышения текучести (F2). Полученный в результате порошок имеет отношение акриловый модификатор ударной вязкости (IM1)/неорганическое соединение (F) CaCO3 85/15.
[0164] Сравнительный пример 2: дисперсию (IM1) и суспензию неорганического наполнителя (F1) смешивают при следующем отношении, 2,679 кг (2679 частей) дисперсии и 3,968 кг (3968 частей) суспензии, и сушат распылением при условиях, классически используемых для дисперсии самой по себе. Полученный порошок имеет размер частиц ~150 мкм. 5 процентов массовых карбоната кальция (PCC, 0,07 микрон) добавляют к извлеченному порошку в качестве агента для повышения текучести (F2). Полученный в результате порошок имеет отношение модификатор ударной вязкости (IM1)/неорганическое соединение (F) CaCO3 25/75.
[0165] Пример 1: Эти две акриловых дисперсии и неорганическую суспензию смешивают при следующем отношении, 5,305 кг (5305 части) дисперсии модификатора ударной вязкости (IM1a), 0,617 кг (617 частей) технологической добавки из (мет)акрилового сополимера (A1a) и 2,469 кг (2469 частей) суспензии неорганического минерального наполнителя (F1), и сушат распылением при условиях, классически используемых для дисперсии самой по себе. Полученный порошок имеет размер частиц ~150 мкм. 3 процента массовых карбонат кальция (PCC, 0,07 микрон) добавляют к извлеченному порошку в качестве агента для повышения текучести (F2). Полученный в результате порошок имеет отношение полимер/неорганическое соединение CaCO3 55/45.
[0166] Пример 2: Дисперсию (IM1) и суспензию неорганического наполнителя (F1) смешивают при следующем отношении, 7,902 кг (7902 частей) дисперсии и 1,587 кг (1587 частей) суспензии, и сушат распылением при условиях, классически используемых для дисперсии латекса самой по себе. Полученный порошок имеет размер частиц ~150 мкм. 3 процента массовых карбоната кальция (PCC, 0,07 микрон) добавляют к извлеченному порошку в качестве агента для повышения текучести (F2). Полученный в результате порошок имеет отношение модификатор ударной вязкости (IM1)/неорганическое соединение (F) 70/30 CaCO3.
[0167] Таблица 1 - Композиция образцов порошка
| IM1 [% масс] |
(F1) [% масс] |
Агент для повышения текучести (F2) [% масс] |
F=F1+F2 [% масс] |
||
| Сравнительный пример 1 | 85 | 12 | 3 | 15 | |
| Сравнительный пример 2 | 25 | 70 | 5 | 75 | |
| Пример 1 | 55 | 42 | 3 | 45 | |
| Пример 2 | 70 | 27 | 3 | 30 |
[0168] Образцы приготовленного порошка сравнительных примеров и примеров в таблице 1 приготавливают при 5,5 phr в композиции PVC с PVC в качестве термопластичного полимера TP1. Композиции смешивают в сухом состоянии в оборудовании Papenmeyer при повышении температуры. Композиции PVC приготавливают согласно количествам, приведенным в таблице 2.
[0169] Таблица 2 - Композиции PVC
| Компоненты | Количества композиции в phr |
| PVC (TP1) | 100 |
| 1 упаковка CaZn | 4 |
| Наполнитель CaCO3 | 8 |
| TiO2 | 8 |
| Добавленная полимерная композиция из соответствующих сравнительных примеров и примеров (P1) | 5,5 |
[0170] Различные композиции из таблицы 2 обрабатывают экструзией в экструдере Haake Polylab. Также измеряют время гомогенизации каждой композиции.
[0171] Результаты для времени гомогенизации приведены в таблице 3.
[0172] Таблица 3 - Оценка времени гомогенизации соответствующих примеров и сравнительных примеров из таблицы 1 в ходе приготовления композиции из таблицы 2
| Время гомогенизации [сек] |
|
| Сравнительный пример 1 | 169 |
| Сравнительный пример 2 | >200 |
| Пример 1 | 192 |
| Пример 2 | 185 |
[0173] Примеры 1 и 2 по-прежнему имеют приемлемое время гомогенизации по сравнению со сравнительным примером 1 и гораздо лучше, чем сравнительный пример 2.
[0174] Таблица 4 - Оценка ударных свойств соответствующих примеров и сравнительных примеров из таблицы 1 после обработки экструзией композиции из таблицы 2.
| Ударная прочность с одинарным V-образным разрезом BSI 2783 [кДж/м2] |
Ударная прочность с двойным V-образным разрезом, DIN 53753 [кДж/м2] |
% хрупкого разрушения | Прочность углового сварного соединения [Н] |
|
| Сравнительный пример 1 | 17,1 | 65,1 | 100 | 293 |
| Сравнительный пример 2 | 12,1 | 39,1 | 30 | - |
| Пример 1 | 14,9 | 53,7 | 100 | 331 |
| Пример 2 | 14,6 | 54,2 | 100 | 310 |
[0175] Пример 1 и 2 показывают сравнимый уровень ударной прочности и значительное повышение прочности углового сварного соединения.
[0176] Сравнительный пример 1 имеет гораздо более низкую прочность углового сварного соединения.
[0177] Сравнительный пример 2 имеет худшие ударные характеристики, чем примеры 1 и 2.
1. Полимерная композиция P1 для модификации ударной прочности термопластичных полимеров, содержащая:
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического минерального соединения (F), причем по меньшей мере часть указанного неорганического минерального наполнителя (F) представляет собой минеральный наполнитель, выбранный из карбоната кальция, кальцинированной глины, диоксида кремния (коллоидного или осажденного), глины, монтмориллонита (наноглины), цеолита или перлита, диоксида титана,
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1), причем данный полимерный модификатор ударной вязкости (IM1) представляет собой полимерные частицы, имеющие многослойную структуру, содержащую, по меньшей мере, один слой (IM1L1), содержащий полимер (L1), имеющий температуру стеклования ниже 0°C, и, по меньшей мере, другой слой (IM1L2), содержащий полимер (L2), имеющий температуру стеклования выше 45°C;
отличающаяся тем, что эти два компонента a) и b) составляют 100% масс.,
где при этом массовое отношение слой (IM1L1)/слой (IM1L2) в полимерных частицах, имеющих многослойную структуру, предпочтительно находится в пределах, по массе, от 85/15 до 97/3; и
где неорганическое соединение (F) состоит из минерального наполнителя (F1) и агента для повышения текучести (F2), причем массовое отношение (F1)/(F2) составляет, по меньшей мере, 5/1.
2. Композиция по п.1, где агент для повышения текучести (F2) выбран из карбоната кальция (CaCO3).
3. Композиция по п.1 или 2, содержащая
a) в пределах между 29% масс. и 60% масс. неорганического соединения (F),
b) в пределах между 40% масс. и 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1).
4. Композиция по п.1 или 2, содержащая
a) в пределах между 31% масс. и 59% масс. неорганического соединения (F),
b) в пределах между 41% масс. и 69% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1).
5. Композиция по п.1 или 2, содержащая
a) в пределах между 33% масс. и 58% масс. неорганического соединения (F),
b) в пределах между 42% масс. и 67% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1).
6. Композиция по п.1 или 2, содержащая
a) в пределах между 40% масс. и 55% масс. неорганического соединения (F),
b) в пределах между 45% масс. и 60% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1).
7. Композиция по п.1 или 2, содержащая
a) в пределах между 42% масс. и 47% масс. неорганического соединения (F),
b) в пределах между 53% масс. и 58% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1).
8. Композиция по любому из пп.1-7, где композиция находится в форме порошка, имеющего медианный по объему размер частиц D50 в пределах между 1 мкм и 500 мкм.
9. Композиция по п.8, где каждая частица порошка содержит соединения a) и b).
10. Композиция по любому из пп.1-8, где малый образец 0,1% масс., отобранный из большего количества полимерной композиции P1, имеет разброс меньше 30% по отношению к композиции P1 в целом, относительно массового соотношения двух соответствующих компонентов a) и b).
11. Композиция по любому из пп.1-10, где полимерный модификатор ударной вязкости (IM1) представляет собой полимерные частицы, имеющие многослойную структуру, содержащую, по меньшей мере, один слой (IM1L1), содержащий полимер (L1), имеющий температуру стеклования между -80°C и -20°C, и, по меньшей мере, другой слой (IM1L2), содержащий полимер (L2), имеющий температуру стеклования между 60°C и 150°C.
12. Композиция по п.11, где массовое отношение слой (IM1L1)/слой (IM1L2) в полимерных частицах, имеющих многослойную структуру, находится в пределах, по массе, от 89/11 до 96/4.
13. Композиция по п.11, где массовое отношение слой (IM1L1)/слой (IM1L2) в полимерных частицах, имеющих многослойную структуру, составляет, по меньшей мере, 86/14, более преимущественно, 87/13, еще более преимущественно, 88/12, а наиболее преимущественно, 89/11.
14. Композиция по п.11, где массовое отношение слой (IM1L1)/слой (IM1L2) в полимерных частицах, имеющих многослойную структуру, предпочтительно находится в пределах, по массе, между 86/14 и 97/3, более преимущественно, между 87/13 и 97/2, еще более преимущественно, между 88/11 и 96/4.
15. Композиция по п.11, где полимер L1 составляет более 85% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1).
16. Композиция по п.11, где полимер L1 составляет более 86% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1).
17. Композиция по любому из пп.8-10, где полимер (L1), имеющий температуру стеклования ниже 0°C, представляет собой (мет)акриловый полимер, содержащий, по меньшей мере, 50% масс. мономеров из числа алкилакрилатов.
18. Композиция по любому из пп.1-11, где, по меньшей мере, часть неорганического минерального наполнителя (F) представляет собой минеральный наполнитель, выбранный из карбоната кальция, причем карбонат кальция выбирают из преципитированного карбоната кальция (PCC), измельченного природного карбоната кальция (GCC) или наноразмерных частиц преципитированного карбоната кальция (NPCC).
19. Композиция по любому из пп.1-12, где неорганический минеральный наполнитель (F) или его смесь выбирают из карбоната кальция.
20. Способ приготовления полимерной композиции P1, содержащей
a) от 29% масс. до 60% масс. неорганического соединения (F),
b) от 40% масс. до 71% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1),
характеризуемой тем, что два компонента a) и b) составляют 100% масс., причем указанный способ включает стадию
смешивания компонентов a) и b), при этом компонент b) и, по меньшей мере, 83,33% масс. соединения a) находятся в форме дисперсии в водной фазе в ходе стадии смешивания.
21. Способ по п.20, где полимерная композиция P1 содержит
a) в пределах между 31% масс. и 59% масс. неорганического соединения (F),
b) в пределах между 41% масс. и 69% масс. полимерного модификатора ударной вязкости (IM1).
22. Способ по п.20 или 21, где указанное неорганическое соединение (F) состоит из минерального наполнителя (F1) и агента для повышения текучести (F2), где массовое отношение (F1)/(F2) составляет, по меньшей мере, 5/1.
23. Способ по любому из пп.20-22, отличающийся тем, что указанный способ включает стадию
i) смешивания двух компонентов a) и b), при этом данные два компонента находятся в форме дисперсии в водной фазе в ходе стадии смешивания,
ii) сушки смеси, полученной на стадии i).
24. Способ приготовления полимерной композиции P2, содержащей полимерную композицию P1 по любому из пп.1-19 или полученную с помощью способа по любому из пп.20-23,
при этом указанная полимерная композиция P2 содержит также
d) термопластичный полимер TP1,
причем указанный способ включает стадию
смешивания композиции P1 и термопластичного полимера TP1.
25. Применение композиции по любому из пп.1-19 или композиции, полученной с помощью способа по любому из пп.20-23, для повышения прочности углового сварного соединения термопластичного полимера TP1.
26. Применение композиции по любому из пп.1-19 или композиции, полученной с помощью способа по любому из пп.20-23, для переработки полимерной композиции P2, которая содержит указанную полимерную композицию P1 и термопластичный полимер TP1.
27. Изделие, содержащее переработанную полимерную композицию P2, полученную способом по п.24, отличающееся тем, что изделие представляет собой профиль, трубу, сайдинг, пену, пленку, лист, кровельную пленку или лист.
