專利名稱：降低聚(亞芳基醚)/聚苯乙烯共混物的苯乙烯含量的方法，和包括得到的熱塑性樹脂的制品的制作方法
降低聚(亞芳基醚)/聚苯乙烯共混物的苯乙烯含量的方法，和包括得到的熱塑性樹脂的制品
本發(fā)明申請是基于申請日為2006年10月10日，申請?zhí)枮?00680038107. 9 (國際申請?zhí)枮镻CT/US2006/03944;3)，發(fā)明名稱為“降低聚(亞芳基醚)/聚苯乙烯共混物的苯乙烯含量的方法，和包括得到的熱塑性樹脂的制品”的專利申請的分案申請。
背景技術(shù)：
聚(亞芳基醚)樹脂和聚苯乙烯樹脂的熱塑性共混物目前以大規(guī)模進(jìn)行生產(chǎn)，因?yàn)樗龉不煳锞哂行阅芷胶馑缘玫搅烁叨仍u(píng)價(jià)，所述性能平衡中的性能包括剛度、沖擊強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和耐熱性。共混物的某些性能能夠優(yōu)于任一組分樹脂單獨(dú)的性能。參見，例如Cizek的美國專利3383435，該專利說明共混物的撓曲強(qiáng)度、撓曲模量、壓縮強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和硬度值優(yōu)于組分樹脂的相應(yīng)值。
熱塑性樹脂的許多可能的產(chǎn)品應(yīng)用要求樹脂不含有任何令人不愉快的氣味 (objectionable odors)。已經(jīng)付出了大量的努力來減少與聚(亞芳基醚)樹脂相關(guān)的有味的組分(odor component)。聚(亞芳基醚)樹脂通常在有氣味的有機(jī)胺存在下合成， 而且聚(亞芳基醚)樹脂可結(jié)合這種胺并且隨后釋放這種胺。因此，一種減少聚(亞芳基醚)樹脂的氣味的努力集中于在擠出過程中除去揮發(fā)性組分。例如，Newmark的美國專利3633880描述了一種擠出機(jī)，其包括交替地對(duì)樹脂進(jìn)行壓縮和解除壓力(compress and decompress)由此釋放揮發(fā)性組分的元件，和除去該揮發(fā)性組分的多個(gè)真空排氣口。作為另一實(shí)例，Ribbing等的美國專利4746482描述了一種擠出工藝，通過這種工藝將聚苯醚樹脂在真空下熔融捏合，然后將其與另一樹脂混合。
聚(亞芳基醚)樹脂中氣味的另一來源是氧化聚合產(chǎn)生所述聚(亞芳基醚)的酚單體中的雜質(zhì)?？墒褂胔gelbrecht的美國專利申請US2004-0211657A1中所述的特殊蒸餾方法來充分減少2，6-二甲基苯酚單體中有氣味的雜質(zhì)，例如2，4，6-三甲基苯甲醚?；蛘?，可通過Banevicius的美國專利4906700中所述的溶劑純化方法來減少聚(亞芳基醚) 工藝的循環(huán)溶劑中這種雜質(zhì)的累積。
而另一種減少聚(亞芳基醚)樹脂和它們與聚苯乙烯的共混物的氣味的方法一直是向擠出工藝中添加減少擠出樹脂的氣味的物質(zhì)。例如，Bopp的美國專利5017656描述了在擠出過程中添加羧酸和/或酸酐。在該參考文獻(xiàn)中，主觀地將擠出的顆粒根據(jù)它們的氣味分級(jí)，但是沒有報(bào)道具體有味組分的化學(xué)分析。作為另一實(shí)例，Bopp等的歐洲專利 480244B1描述了在擠出過程中添加羧酸或酸酐，同時(shí)結(jié)合樹脂的"汽提"(即，將水加到擠出機(jī)中和將得到的水蒸汽排出)。該參考文獻(xiàn)特別關(guān)注樹脂中丁醛雜質(zhì)濃度的降低。作為又一實(shí)例，Kasahara等的美國專利4369278描述在具有真空排氣口的擠出機(jī)中擠出聚苯醚和橡膠增強(qiáng)的聚苯乙烯的共混物，并且任選地向擠出機(jī)添加熱解抑制劑(pyrolysis inhibitor)(例如，受阻酚或亞磷酸酯化合物)和/或水。Kasahara等的專利的操作實(shí)施例(working example)表明可將樹脂共混物中揮發(fā)分的總含量降低至2500ppm的低濃度。
為了用于要求美觀的市場(aesthetically demanding market)例如汽車內(nèi)部的儀表板(panel)，仍然需要進(jìn)一步降低聚(亞芳基醚)和聚苯乙烯樹脂的共混物中揮發(fā)分的濃度的方法。尤其是需要一種混合這些樹脂的方法，其降低所得的共混物中苯乙烯的濃度。發(fā)明內(nèi)容
上述的和其它缺點(diǎn)通過降低聚(亞芳基醚)/聚苯乙烯共混物的苯乙烯單體含量的方法來得到緩解，所述方法包括熔融捏合羧酸化合物、聚(亞芳基醚)和聚苯乙烯，以形成勻質(zhì)共混物；和對(duì)該勻質(zhì)共混物進(jìn)行汽提；其中所述熔融捏合包括以約0. 1至約0. 3千瓦小時(shí)/千克勻質(zhì)共混物的比能耗進(jìn)行共混。
下面詳細(xì)描述其它實(shí)施方式，包括通過該方法制備的樹脂組合物，和包括這種樹脂的制品。
本申請包括以下實(shí)施方式
1.降低聚(亞芳基醚)/聚苯乙烯共混物的苯乙烯單體含量的方法，其包括
熔融捏合羧酸化合物、聚(亞芳基醚)和聚苯乙烯，以形成勻質(zhì)共混物；和
對(duì)該勻質(zhì)共混物進(jìn)行汽提；
其中所述熔融捏合包括以約0. 1至約0. 3千瓦小時(shí)/千克勻質(zhì)共混物的比能耗進(jìn)行共混。
2.實(shí)施方式1的方法，其中所述聚(亞芳基醚)包括具有以下結(jié)構(gòu)式的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元
權(quán)利要求
1.降低聚(亞芳基醚)/聚苯乙烯共混物的苯乙烯單體含量的方法，其包括 熔融捏合羧酸化合物、聚(亞芳基醚)和聚苯乙烯，以形成勻質(zhì)共混物；和對(duì)該勻質(zhì)共混物進(jìn)行汽提；其中所述熔融捏合包括以約0. 1至約0. 3千瓦小時(shí)/千克勻質(zhì)共混物的比能耗進(jìn)行共混。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚(亞芳基醚)包括具有以下結(jié)構(gòu)式的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚(亞芳基醚)包括2，6_二甲基苯酚的均聚物、2， 6- 二甲基苯酚和2，3，6-三甲基苯酚的共聚物，或其組合。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚苯乙烯包括至少80wt%的衍生自苯乙烯的重復(fù)單
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚苯乙烯選自無規(guī)均聚苯乙烯、橡膠改性聚苯乙烯、苯乙烯和共軛二烯的嵌段共聚物、苯乙烯和共軛二烯的氫化嵌段共聚物，及其組合。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚苯乙烯包括無規(guī)均聚苯乙烯。
7.權(quán)利要求1的方法，其中將所述聚(亞芳基醚)和所述聚苯乙烯以約1 99至約 99 1的重量比熔融共混。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚(亞芳基醚)包括2，6_二甲基苯酚的均聚物或2， 6-二甲基苯酚和2，3，6_三甲基苯酚的共聚物；并且其中所述聚苯乙烯選自無規(guī)均聚苯乙烯、橡膠改性聚苯乙烯、苯乙烯和共軛二烯的嵌段共聚物、苯乙烯和共軛二烯的氫化嵌段共聚物，及其組合。
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述羧酸化合物選自C1-C2tl羧酸和C2-C^1羧酸酐。
10.權(quán)利要求1的方法，其中所述羧酸化合物選自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、 辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、環(huán)己烷羧酸、苯乙酸、 苯甲酸、鄰甲基苯甲酸、間甲基苯甲酸、對(duì)甲基苯甲酸、鄰氯苯甲酸、間氯苯甲酸、對(duì)氯苯甲酸、鄰溴苯甲酸、間溴苯甲酸、對(duì)溴苯甲酸、鄰硝基苯甲酸、間硝基苯甲酸、對(duì)硝基苯甲酸、水楊酸、對(duì)羥基苯甲酸、鄰氨基苯甲酸、間氨基苯甲酸、對(duì)氨基苯甲酸、鄰甲氧基苯甲酸、間甲氧基苯甲酸、對(duì)甲氧基苯甲酸、甲基丁酸、二甲基戊酸、苯丁酸、氯甲基丁酸、乳酸、二硝基苯甲酸、甲基丁酸、苯丙酸、氯苯丁酸、丁烯酸、上述酸的水合物、上述酸的酸酐，及其組合。
11.權(quán)利要求1的方法，其中所述羧酸化合物選自丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、蘋果酸、馬來酸、富馬酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、溴代戊二酸、二甲基戊二酸、 檸康酸、衣康酸、檸檬酸、上述酸的水合物、上述酸的酸酐，及其組合。
12.權(quán)利要求1的方法，其中所述羧酸化合物選自己二酸、戊二酸、丙二酸、丁二酸、鄰苯二甲酸、馬來酸、檸康酸、衣康酸、檸檬酸、上述酸的水合物、上述酸的酸酐，及其組合。
13.權(quán)利要求1的方法，其中所述羧酸化合物包括檸檬酸。
14.權(quán)利要求1的方法，其中所述羧酸化合物在25°C和1大氣壓時(shí)為固體；其中所述熔融捏合包括在擠出機(jī)中共混；以及其中所述熔融捏合包括將羧酸化合物以固體形式加到擠出機(jī)中。
15.權(quán)利要求1的方法，其中所述熔融捏合包括在擠出機(jī)中共混；并且其中所述熔融捏合包括將所述羧酸化合物以水溶液的形式加到擠出機(jī)中。
16.權(quán)利要求1的方法，其中所述羧酸化合物的用量為約0.1至約10重量份，基于100 重量份聚(亞芳基醚)和聚苯乙烯總量。
17.權(quán)利要求1的方法，其中所述對(duì)該勻質(zhì)共混物進(jìn)行汽提包括將約0.1至約10重量份的水注入到該勻質(zhì)共混物中，基于100重量份聚(亞芳基醚)和聚苯乙烯總量。
18.權(quán)利要求1的方法，其中所述對(duì)該勻質(zhì)共混物進(jìn)行汽提包括以約1至約80千帕的絕對(duì)壓力的排氣口壓力對(duì)該勻質(zhì)共混物進(jìn)行排氣。
19.權(quán)利要求1的方法，其中汽提之后的所述勻質(zhì)共混物的殘留水濃度為約0.01至約 Iwt %，基于組合物的總重量。
20.權(quán)利要求1的方法，其中所述熔融捏合包括以小于或等于0.2千瓦小時(shí)/千克勻質(zhì)共混物的比能耗進(jìn)行共混。
21.權(quán)利要求1的方法，其中所述熔融捏合包括以小于或等于0.15千瓦小時(shí)/千克勻質(zhì)共混物的比能耗進(jìn)行共混。
22.權(quán)利要求1的方法，其中所述熔融捏合包括在擠出機(jī)中共混從而使得該聚苯乙烯在擠出機(jī)中的停留時(shí)間為約2至約60秒。
23.權(quán)利要求22的方法，其中所述停留時(shí)間小于或等于15秒。
24.權(quán)利要求22的方法，其中所述停留時(shí)間小于或等于5秒。
25.權(quán)利要求1的方法，其中所述熔融捏合包括使用具有第一混合段和第二混合段的擠出機(jī)進(jìn)行熔融捏合；和其中所述熔融捏合包括在擠出機(jī)第一混合段的上游 將聚(亞芳基醚)添加至擠出機(jī)，和在擠出機(jī)第一混合段的下游且在第二混合段的上游將聚苯乙烯和羧酸化合物添加至擠出機(jī)。
26.權(quán)利要求1的方法，其中所述熔融捏合包括使用擠出機(jī)進(jìn)行熔融捏合，和其中該擠出機(jī)具有螺桿直徑，聚苯乙烯添加部位，和共混物排出部位；和其中所述聚苯乙烯添加部位和共混物排出部位之間的距離與螺桿直徑的比為約5至約45。
27.權(quán)利要求沈的方法，其中所述聚苯乙烯添加部位和共混物排出部位之間的距離與螺桿直徑的比為約10至約20。
28.權(quán)利要求1的方法，其中所述熔融捏合包括用擠出機(jī)熔融捏合；其中該擠出機(jī)包括聚苯乙烯添加部位，共混物排出部位，和具有機(jī)筒溫度的機(jī)筒； 其中從所述排出部位排出的勻質(zhì)共混物具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；和其中聚苯乙烯添加部位下游的機(jī)筒溫度比排出的勻質(zhì)共混物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高約 50 至約 120°C。
29.權(quán)利要求1的方法，還包括對(duì)所述汽提的勻質(zhì)共混物進(jìn)行造粒。
30.權(quán)利要求1的方法，還包括對(duì)所述汽提的勻質(zhì)共混物進(jìn)行片材擠出。
31.權(quán)利要求1的方法，其中所述汽提的勻質(zhì)共混物的苯乙烯含量為在沒有羧酸化合物而熔融共混或沒有進(jìn)行汽提的情況下的相應(yīng)勻質(zhì)共混物的苯乙烯含量的約30至約 50%。
32.權(quán)利要求1的方法，其中所述汽提的勻質(zhì)共混物的苯乙烯含量以重量計(jì)為約120至約 270ppm。
33.權(quán)利要求1的方法，其中所述汽提的勻質(zhì)共混物的甲苯含量為在沒有羧酸化合物而熔融共混或沒有進(jìn)行汽提的情況下的相應(yīng)勻質(zhì)共混物的甲苯含量的約20至約40%。
34.權(quán)利要求1的方法，其中所述汽提的勻質(zhì)共混物的甲苯含量以重量計(jì)為約10至約 25ppm。
35.降低聚(亞芳基醚)/聚苯乙烯共混物的苯乙烯單體含量的方法，其包括 熔融捏合羧酸化合物、聚(亞芳基醚)和聚苯乙烯，以形成勻質(zhì)共混物；和對(duì)該勻質(zhì)共混物進(jìn)行汽提；其中所述熔融捏合包括以約0. 1至約0. 18千瓦小時(shí)/千克勻質(zhì)共混物的比能耗進(jìn)行共混；和其中所述羧酸化合物選自己二酸、戊二酸、丙二酸、丁二酸、鄰苯二甲酸、馬來酸、檸康酸、衣康酸、檸檬酸、上述酸的酸酐，及其組合；其中所述羧酸化合物在25°C和1大氣壓時(shí)為固體；其中所述熔融捏合包括在擠出機(jī)中共混；和其中所述熔融捏合包括將羧酸化合物以固體形式加到擠出機(jī)中。
36.降低聚(亞芳基醚)/聚苯乙烯共混物的苯乙烯單體含量的方法，其包括 熔融捏合羧酸化合物、聚(亞芳基醚)和聚苯乙烯，以形成勻質(zhì)共混物；和對(duì)該勻質(zhì)共混物進(jìn)行汽提；其中所述熔融捏合包括以約0. 1至約0. 15千瓦小時(shí)/千克勻質(zhì)共混物的比能耗進(jìn)行共混；其中所述熔融捏合包括在擠出機(jī)中共混，從而使得所述聚苯乙烯在擠出機(jī)中的停留時(shí)間為約2至約15秒；其中所述熔融捏合包括使用具有第一混合段和第二混合段的擠出機(jī)進(jìn)行熔融捏合；和其中所述熔融捏合包括在擠出機(jī)第一混合段的上游將聚(亞芳基醚)添加至擠出機(jī)，和在擠出機(jī)第一混合段的下游且在第二混合段的上游將聚苯乙烯和羧酸化合物添加至擠出機(jī)；其中所述羧酸化合物包括檸檬酸；和其中該羧酸化合物的用量為約0. 2至約5重量份， 基于100重量份聚(亞芳基醚)和聚苯乙烯總量；其中所述聚(亞芳基醚)選自2，6_ 二甲基苯酚的均聚物，2，6_ 二甲基苯酚和2，3，6_三甲基苯酚的共聚物，及其組合；并且其中所述聚(亞芳基醚)存在的量為約5至約95wt%， 基于聚(亞芳基醚)和聚苯乙烯的總重量；其中所述聚苯乙烯選自無規(guī)均聚苯乙烯，橡膠改性聚苯乙烯，苯乙烯和共軛二烯的嵌段共聚物，苯乙烯和共軛二烯的氫化嵌段共聚物，及其組合；和其中所述聚苯乙烯存在的量為約5至約95wt%，基于聚(亞芳基醚)和聚苯乙烯的總重量。
全文摘要
可如下制備聚(亞芳基醚)/聚苯乙烯共混物熔融捏合羧酸化合物、聚(亞芳基醚)和聚苯乙烯，以形成勻質(zhì)共混物；和汽提該勻質(zhì)共混物，其中熔融捏合以約0.1至約0.3千瓦小時(shí)/千克勻質(zhì)共混物的比能耗進(jìn)行。該方法使得能夠形成勻質(zhì)的樹脂共混物，同時(shí)最小化最終共混物的苯乙烯單體含量。
文檔編號(hào)C08L71/12GK102516741SQ201110371638
公開日2012年6月27日 申請日期2006年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月12日
發(fā)明者杰弗里.H.賴丁, 熊谷勝久, 羅伯特.霍森, 金.G.鮑爾弗 申請人:沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司