DE60319504T2

DE60319504T2 - Durch mehrstufige polymerisation hergestellter acryl-schlagzähigkeitsverbesserer und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE60319504T2
Application number: DE60319504T
Authority: DE
Inventors: Jeong-Heon Suncheon-city Ahn; Chang-Sun Yuseong-gu Han; Yong-Hun Yeosu-city Lee; Seon-Hee Dong-gu Han; Kwang-Jin Nam-gu Lee; Hyung-Jun Buk-gu Son
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2023-01-15
Also published as: CN1622961A; EP1468028B1; KR100484722B1; US20050119393A1; US7173082B2; JP2005515280A; EP1468028A1; WO2003062292A1; KR20030064114A; ATE388174T1; CN100344660C; DE60319504D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(a) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikator, der eine Kern-Schale-Struktur besitzt, und insbesondere betrifft sie einen Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikator, der mittels eines Polymerisierungsverfahrens von mindestens drei Stufen hergestellt wird, ein Verfahren zu dessen Herstellung und ein Poly(vinylchlorid) (PVC), das diesen enthält, welches exzellente Schlagzähigkeit besitzt.
(b) Beschreibung des verwandten technischen Gebiets
Methylmethacrylatbutadienstyrol-Harze (MBS), chlorierte Polyethylen-Harze (CPE), Acrylharze etc. werden als Schlagzähigkeitsmodifikatoren verwendet, um die Schlagzähigkeit von Poly(vinylchlorid) zu verbessern. Von diesen haben die Acrylharze gute Witterungsbeständigkeit und werden daher als Schlagzähigkeitsmodifikatoren für Kunststoffprodukte für den Außenbereich verwendet, die dem Sonnenlicht eine lange Zeit ausgesetzt werden. Als ein Beispiel werden für Produkte wie Fensterrahmen, welche Schlagzähigkeit und gleichzeitig Witterungsbeständigkeit erfordern, hauptsächlich Polymere verwendet, die eine Kern-Schale-Struktur besitzen, worin Methacrylpolymere, die eine gute Kompatibilität mit Poly(vinylchlorid) besitzen, auf einen Gummikern gepfropft werden, der aus Alkylacrylaten besteht.
Als Faktoren, welche die physikalischen Eigenschaften von Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikatoren bestimmen, die eine Kern-Schale-Struktur besitzen, sind der Gummigehalt des Schlagzähigkeitsmodifikators, die Größe der Gummipartikel, der Abstand zwischen den Gummipartikeln, der Blähindex für Lösemittel, der Bindungsgrad zwischen Matrix und Schlagzähigkeitsmodifikatorpartikeln, die durch Mahlen und so weiter dispergiert sind, wichtig. Insbesondere wird die Bindung zwischen der Matrix und dem Schlagzähigkeitsmodifikator durch die Pfropf-Effizienz der Schale auf dem Schlagzähigkeitsmodifikator-Gummikern bestimmt.
Als ein Verfahren zur Herstellung von Schlagzähigkeitsmodifikatoren, um die Schlagzähigkeit von Poly(vinylchlorid) zu verbessern, gibt es eine konventionelle Emulsionspolymerisierung, welche die folgenden zwei Methoden einschließt. Die erste Methode, wie im US-Patent Nr. 5 612 413 gezeigt, ist eine mehrstufige Emulsionspolymerisierung, die durchgeführt wird, indem zuerst ein Keim polymerisiert wird, dann dort hinzu Kernkomponenten-Monomere über zwei bis vier Stufen gegeben werden, um einen Gummipartikel zu züchten, und indem abschließend die Kern-Oberfläche durch die Zugabe von Schalenkomponenten-Monomeren umhüllt wird, um eine Kern-Schale-Struktur fertig zu stellen. Die zweite Methode ist, wie in der europäischen Patentveröffentlichung 0 527 605 A1 gezeigt, ein Mikroagglomerationsverfahren, worin ein Latex, der eine Kern-Schale-Struktur besitzt, von 100 nm oder weniger polymerisiert wird, man ihn bis zu einer gewünschten Partikelgröße mittels Agglomerieren wachsen lässt und die abschließende Kern-Schale-Struktur durch die Bildung einer Einkapselungsschale gebildet wird.
Das mehrstufige Emulsionspolymerisierungsverfahren, wie in dem genannten US-Patent Nr. 5 612 413 gezeigt, kann in eine Kern Polymerisierung und Schalen-Polymerisierung unterteilt werden. Die Kern-Polymerisierung verwendet Alkylacrylatmonomere. Die Alkylacrylate zeigen die Schlagzähigkeit einer Gummi-Komponente aufgrund ihrer geringen Glasübergangstemperatur und der Tatsache, dass Doppelbindungen in Molekülen nach der Polymerisierung nicht verbleiben, und entsprechend können sie die Zersetzung von Polymeren durch UV und die daraus herrührende Verminderung der Schlagzähigkeit verhindern. Zusätzlich zu Alkylacrylaten werden Verbindungen, die mindestens zwei nicht-konjugierte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen besitzen, als Vernetzungsmittel verwendet werden. Die Vernetzungsmittel von Gummi erhalten nicht nur die Stabilität von Latex, sondern sie helfen auch dabei, dass die Struktur des Schlagzähigkeitsmodifikator-Gummis ihre Form innerhalb der Matrix während des Mahlprozesses beibehält. Wenn die Vernetzung des Gummis nicht ausreichend ist, kann die Stabilität des Latex nicht gesichert werden und es tritt keine gleichmäßige Dispersion ein, wodurch eine Verminderung der Schlagzähigkeit und Witterungsbeständigkeit verursacht wird. Die Schlagzähigkeit verringert sich auch, wenn der Vernetzungsgrad von Gummi zu hoch ist.
Schalen-Polymerisierung wird üblicherweise mittels Pfropfpolymerisierung auf die Oberfläche eines Kerns der Methylmethacrylatmonomere, welche exzellente Kompatibilität mit Poly(vinylchlorid) besitzen, alleine oder zusammen mit einer kleinen Menge von Monomeren, die zwei oder mehr funktionelle Gruppen haben, durchgeführt. Insbesondere besitzen die Methylmethacrylate nicht nur exzellente Kompatibilität mit der Matrix, sondern sie haben auch eine vergleichsweise hohe Glasübergangstemperatur, und entsprechend tragen sie zur Verbesserung der Koagulationseigenschaften des Latex bei. Um die Dispergierbarkeit von Schlagzähigkeitsmodifikatoren im Inneren der Matrix zu erhöhen, können Acrylnitrilmonomere in einer kleinen Menge während der Schalen-Polymerisierung hinzugefügt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um einen Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikator bereitzustellen, der imstande ist die Schlagzähigkeit zu verbessern, wenn er in Poly(vinylchlorid) enthalten ist, unter Berücksichtigung der Probleme des vorangehenden Standes der Technik.
Es ist ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung einen Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikator, der imstande ist die Schlagzähigkeit von Poly(vinylchlorid) durch Steuern des Blähindexes von Gummipartikeln zu maximieren, ein Verfahren zu dessen Herstellung und ein Poly(vinylchlorid), das diesen umfasst, bereitzustellen.
Um die vorangehenden Gegenstände zu verwirklichen, stellt die Erfindung eine Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikator-Zusammensetzung für Poly(vinylchlorid) bereit, die (a) einen Gummi-Kern, der Alkylacrylatpolymer enthält, welcher wenigstens zwei Schichten umfasst, die unterschiedliche Vernetzungsdichten besitzen; und (b) eine Schale umfasst, die Alkylmethacrylatpolymere enthält.
Zusätzlich stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikators bereit, umfassend die Stufen

(a) der Herstellung eines Latex-Keims durch eine Vernetzungsreaktion einer Mischung, die (i) ein Alkylacrylatmonomer, das 2 bis 8 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe besitzt, (ii) ein Vernetzungsmittel, (iii) einen Polyme risierungsinitiator, (iv) einen Emulgator und (v) Wasser umfasst;
(b) der Herstellung eines Latexgummi-Kerns, in welchem wenigstens eine Kernschicht auf dem genannten Keim gebildet ist, indem zumindest einmalig Polymerisierung durchgeführt wird durch kontinuierliches Einbringen einer Pre-Emulsionsmischung, die (i) ein Alkylacrylat, das 2 bis 8 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe besitzt, (ii) ein Vernetzungsmittel, (iii) einen Emulgator und (iv) Wasser, zusammen mit einem (v) Polymerisierungsinitiator umfasst, zu dem Latex-Keim von Stufe (a); und
(c) der Bildung einer Schale mittels der Durchführung von Polymerisierung durch Einbringen einer Pre-Emulsionsmischung, die (i) ein Alkylmethacrylat, das 1 bis 4 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe besitzt, (ii) einen Emulgator und (iii) Wasser, zusammen mit (iv) einem Polymerisierungsinitiator umfasst, zu dem Latexgummi-Kern von Stufe (b), wodurch der Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikator-Latex hergestellt wird,

Weiterhin stellt die Erfindung eine Poly(vinylchlorid)-Zusammensetzung bereit, die

(a) 80 bis 99 Gewichtsteile Poly(vinylchlorid) und
(b) 1 bis 20 Gewichtsteile eines Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikators, der (i) einen Gummi-Kern umfasst, der Alkylacrylatpolymere enthält, der wenigstens zwei Schichten umfasst, welche unterschiedliche Vernetzungsmitteldichten besitzen; und (b) eine Schale umfasst, die Alkylmethacrylatpolymere enthält.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend detailliert beschrieben.
Die Erfindung beabsichtigt die Steuerung des Blähindexes eines Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikator-Gummipartikels, wodurch die Schlagzähigkeit von Poly(vinylchlorid) maximiert wird, welches diesen umfasst. Zu diesem Zweck wird der Schlagzähigkeitsmodifikator mit einem unterschiedlichen Gehalt an Vernetzungsmitteln hergestellt, die dazu in jeder Stufe der Gummi-Polymerisierung eingebracht werden.
Die Erfindung stellt einen Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikator mit einer Schlagzähigkeit, die durch Polymerisieren von Gummi durch wenigstens drei Stufen verbessert wird, in welchen die Vernetzungsdichte in jeder Stufe geändert wird, ein Verfahren zu dessen Herstellung und ein Poly(vinylchlorid) bereit, das diesen umfasst.
Ein bevorzugter Blähindex des Endpartikels des erfindungsgemäßen Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikators ist 2,0 bis 9,0.
Die Effekte des Blähindexes des erfindungsgemäßen Schlagzähigkeitsmodifikators auf die Schlagzähigkeit werden im Folgenden erklärt.
Der Begriff "Blähindex" bezieht sich auf das freie Volumen des Inneren eines Polymers, als ein Parameter zur Kennzeichnung des Blähgrades von Gel durch Lösemittel. Der Blähindex des Schlagzähigkeitsmodifikators verringert sich, wenn die Vernetzungsdichte ansteigt, und er erhöht sich, wenn sich die Vernetzungsdichte verringert. Die Vernetzungsdichte variiert entsprechend der Menge des Vernetzungsmittels, das dort hinzugefügt wird, wenn das Gummi hergestellt wird, und die Schlagzähigkeit der Schlagzähigkeitsmodifikatoren wird verbessert, wenn der Blähindex durch die Verwendung einer kleinen Menge des Vernetzungsmittels erhöht wird. Wenn jedoch die Menge des Vernetzungsmittels unterhalb einer bestimmten Menge liegt, verringert sich die Stabilität des Latex während der Polymerisierung. Deshalb existiert ein Minimalwert für den Gehalt des Vernetzungsmittels und folglich besteht bei der Steuerung des Blähindexes eine Grenze.
Der erfindungsgemäße Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikator wird hergestellt durch Polymerisierung eines Keims, dann Einbringen von Kernkomponenten-Monomeren zu wenigstens einer Schicht, bevorzugt über 1 bis 4 Stufen, um Gummipartikel zu züchten, und abschließend durch Einbringen von Schalenkomponenten-Monomeren, um die Oberfläche des Kerns zu umhüllen, um dadurch ein Latex herzustellen, das eine Partikelgröße von 160 nm bis 250 nm besitzt. Um jedoch den Blähindex des Schlagzähigkeitsmodifikators zu steuern, wird die Menge des Vernetzungsmittels, das während jeder Gummi-Polymerisierung eingebracht wird, einschließlich der Herstellung des Keims, unterschiedlich eingestellt.
Es ist bevorzugt, dass der erfindungsgemäße Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikator 70 bis 95 Gewichtsteile der Kern-Komponente und 5 bis 30 Gewichtsteile der Schalenkomponente umfasst, basierend auf den gesamten Monomeren. Mit anderen Worten sollten der Keim und der Kern des erfindungsgemäßen Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikators die Gummikomponenten-Monomere in 70 bis 95 Gewichtsteilen der gesamten eingeführten Monomere einschließen. Wenn sie in weniger als 70 Gewichtsteilen vorliegen, verringert sich die Schlagzähigkeit aufgrund eines geringen Gummigehalts, und wenn sie 95 Gewichtsteile überschreiten, umhüllt die Schalenkomponente den Kern nicht vollständig und entsprechend tritt die Dispersion des Gummis nicht ein, wodurch die Schlagzähigkeit verringert wird.
Insbesondere wenn der Gummikern aus einem Keim und zwei Kernschichten besteht, ist es bevorzugt, dass die Gummipartikel des genannten Gummikerns, auf Basis des Gewichts der gesamten Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikator-Zusammensetzung i) einen Keim von 4,9 bis 14,9 Gewichtsteilen eines Alkylacrylats, das 2 bis 8 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe besitzt, und 0,1 bis 5,0 Gewichtsteile eines Vernetzungsmittels; ii) eine erste Kernschicht von 27,5 bis 45,0 Gewichtsteilen eines Alkylacrylats, das 2 bis 8 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe besitzt, und 0,1 bis 5,0 Gewichtsteile eines Vernetzungsmittels; und iii) eine zweite Kernschicht von 27,5 bis 45,0 Gewichtsteilen eines Alkylacrylats, das 2 bis 8 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe und 0,1 bis 5,0 Gewichtsteile eines Vernetzungsmittels umfassen.
Als Akylacrylate der genannten (i) bis (iii) kann beziehungsweise können ein Monomer oder mehr Monomere, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Ethylacrylat, Propylacry lat, Isopropylacrylat, Butylacrylat, Hexylacrylat, Octylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat oder einem Homopolymer oder Copolymer dieser Monomere besteht, verwendet werden, und Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Ethylacrylat und eine Mischung davon sind stärker bevorzugt.
Als die Vernetzungsmittel der genannten (i) bis (iii) kann beziehungsweise können ein Monomer oder mehr Monomere, ausgewählt aus der Gruppe, die aus 1,3-Butandioldiacrylat, 1,3-Butandioldimethacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat, 1,4-Butandioldimethacrylat, Allylacrylat, Allylmethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Tetraethylenglycoldiacrylat, Tetraethylenglycoldimethacrylat und Divinylbenzol besteht, verwendet werden. Stärker bevorzugt werden 1,3-Butandioldiacrylat, 1,3-Butandioldimethacrylat, Allylacrylat, Allylmethacrylat und eine Mischung davon verwendet. Es ist bevorzugt, die genannten Vernetzungsmittel in einer Menge von 0,1 bis 5,0 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen der gesamten Monomere, in jeder Kernschicht zu verwenden. Wenn die Menge des Vernetzungsmittels geringer als 0,1 Gewichtsteile der gesamten Monomere ist, neigen die Matrix und die sphärischen Partikel dazu, während des Mahlens modifiziert zu werden, und wenn sie in mehr als 5,0 Gewichtsteilen verwendet werden, zeigt der Kern die Eigenschaft der Sprödigkeit und bewirkt, dass sich die Schlagzähigkeit verringert.
Auch umfasst in dem genannten Schlagzähigkeitsmodifikator die Schale

a) ein Monomer, das Alkylmethacrylate umfasst, die 1 bis 4 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe besitzen, in einer Menge von 5 bis 30 Gewichtsteilen;
b) falls erforderlich, kann ein Hilfsmonomer wie Ethylacrylat, Methylacrylat oder Butylacrylat verwendet werden, um die Glasübergangstemperatur der Schalenkomponente zu steuern; und
c) falls erforderlich, kann ein Hilfsmonomer, das eine Nitrilkomponente wie Acrylnitril und Methacrylnitril besitzt, verwendet werden, um die Kompatibilität mit der Matrix zu erhöhen.

Die Hilfsmonomere der genannten b) und c), die verwendet werden können, werden ausgewählt aus der Gruppe von Monomeren, die oben erwähnt werden, und es ist bevorzugt diese zu mischen und sie in 0,1 bis 10 Gewichts-%, basierend auf 100 Gewichts-% der gesamten Hüllenmonomere, zu verwenden.
Der erfindungsgemäße Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikator wird durch Koagulieren von Latex mit Elektrolyt oder organischer oder anorganischer Säure und dann dessen Filtrieren und Trocknen erhalten. Als Elektrolyt können Calciumchlorid, Magnesiumsulfat etc. verwendet werden.
Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikators wird weiter durch das folgende Ausführungsbeispiel verdeutlicht. Dieses Ausführungsbeispiel ist auf das 4-stufige Polymerisierungsverfahren und das Koagulationsverfahren ausgerichtet, und der Gehalt jeder Komponente bezieht sich auf die Menge, die in jeder Stufe eingebracht wird. Vernetzungsmittel, die in jede Kernschicht (eine Keimschicht, eine erste Kernschicht und eine zweite Kernschicht) eingebracht werden, unterscheiden sich voneinander und andere Bestandteile als die Vernetzungsmittel werden innerhalb der folgenden Mengenbereiche ausgewählt:
1) Herstellung des Keims
Eine Blend-Mischung umfassend:
Alkylacrylat, das C₂-C₈ in der Alkylgruppe besitzt;
97,0 bis 99,9 Gewichtsteile (pbw);

Vernetzungsmittel 0,1 bis 3,0 pbw;

Polymerisierungsinitiator 0,1 bis 3,0 pbw;

Emulgator 0,1 bis 4,0 pbw; und

deionisiertes Wasser 1000 pbw

werden vernetzt und bei einer Temperatur von 60 bis 80°C umgesetzt, um einen Keim herzustellen (Schicht).
2) Herstellung der ersten Kernschicht:
Eine Blend-Mischung, umfassend:
Alkylacrylat, das C₂-C₈ in der Alkylgruppe besitzt

97,0 bis 99,9 pbw;

Vernetzungsmittel 0,1 bis 3,0 pbw;

Emulgator 0,1 bis 4,0 pbw; und

deionisiertes Wasser 80 pbw

wird in einem Zustand der Pre-Emulsion hergestellt und dann wird die Polymerisierung durchgeführt, durch kontinuierliches Hinzufügen der somit erhaltenen Emulsionslösung zu dem in Stufe 1) hergestellten Keim und gleichzeitiges Einbringen von 0,1 bis 3,0 pbw des Polymerisierungsinitiators, um eine erste Kernschicht herzustellen.
3) Herstellung der zweiten Kernschicht
Eine Blend-Mischung, umfassend:
Alkylacrylat, das C₂-C₈ in der Alkylgruppe besitzt

97,0 bis 99,9 pbw;

Vernetzungsmittel 0,1 bis 3,0 pbw;

Emulgator 0,1 bis 4,0 pbw; und

deionisiertes Wasser 80 pbw

wird in einem Zustand der Pre-Emulsion hergestellt und dann wird die Polymerisierung durchgeführt durch kontinu ierliches Hinzufügen der erhaltenen Emulsionslösung zu dem zweiten Polymerisierungsprodukt, das in Stufe 2) hergestellt wurde, und durch gleichzeitiges Einbringen von 0,1 bis 3,0 pbw des Polymerisierungsinitiators, wodurch eine zweite Kernschicht gebildet wird, um ein Kernpolymer als ein tertiäres Polymerisierungsprodukt herzustellen.
4) Herstellung der Schale
Eine Blend-Mischung, die auf Basis des Gewichts des Monomers, das die Schale bildet, umfasst:
Alkylmethacrylat, das C₁-C₄ in der Alkylgruppe besitzt

90 bis 100 pbw;

Alkylacrylat, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Ethylacrylat, Methylacrylat und Butylacrylat besteht

10 pbw oder weniger;

Emulgator 0,1 bis 4,0 pbw; und

deionisiertes Wasser 150 pbw

wird in einem Zustand der Pre-Emulsion hergestellt und dann wird die Polymerisierung durchgeführt, indem kontinuierlich die erhaltene Emulsionslösung zu dem tertiären Polymerisierungsprodukt gegeben wird, das in Stufe 3) hergestellt wurde, und durch gleichzeitiges Einbringen von 0,1 bis 3,0 pbw Polymerisierungsinitiator, um eine Schale herzustellen.
Als Polymerisierungsinitiator, der bei der Herstellung des obigen Keims, Kerngummis und der Schale verwendet wird, können alle Verbindungen verwendet werden, die eine Vernetzungsreaktion bewirken. Insbesondere Ammoniumpersulfat, Kaliumpersulfat, Benzoylperoxid, Azobisbutyronitril, Butylhydroperoxid, Cumolhydroperoxid und so weiter können verwendet werden, und von diesen ist es bevorzugt Kaliumpersulfat oder Butylhydroperoxid, die wasserlöslich sind, oder einen Polymerisierungsinitiator zu verwenden, welcher Umsetzung durch Oxidation-Reduktion bewirkt.
Als Emulgator, der bei der Herstellung des obigen Keims, Kerngummis und der Schale verwendet werden kann, können ionische oder nicht-ionische Emulgatoren wie das Kaliumsalz ungesättigter Fettsäure, das Kaliumsalz ungesättigter Ölsäure, Natriumlaurylsulfat (SLS) oder Natriumdodecylbenzolsulfonat (SDBS) verwendet werden.
Der erfindungsgemäße Schlagzähigkeitsmodifikator wird abschließend koaguliert, indem deionisiertes Wasser zu dem Latex hinzugefügt wird, der oben hergestellt wurde, wodurch der Feststoffgehalt auf 10 Gewichts-% verringert wird, und dann 10 Gewichts-% Calciumchloridlösung dort hinzugegeben werden. Die Mischung wird gealtert, indem die Temperatur auf 90°C erhöht wird, dann wird sie gekühlt, mit deionisiertem Wasser gewaschen und filtriert, um einen Schlagzähigkeitsmodifikator zu erhalten.
Die Erfindung wird weiter detaillierter, unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele erklärt. Jedoch sollten diese Beispiele nur als Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung verstanden werden, und die vorliegende Erfindung sollte nicht als durch diese Beispiele begrenzt betrachtet werden.
BEISPIELE
Beispiel 1
1) Reaktion der ersten Stufe (Keim-Polymerisierungsstufe)
339,8 g deionisiertes Wasser wurden in einen Reaktor eingebracht und auf 70°C erwärmt. Wenn die Temperatur des deionisierten Wassers 70°C erreicht hatte, wurden 49,85 g Butylacrylat, 0,05 g Allylmethacrylat, 0,10 g 1,3-Butandioldimethacrylat und 16,59 g Stearinsäurekaliumsalz (Lösung mit 8 Gewichts-%) gleichzeitig dazu hinzugefügt. Ein Kern wurde polymerisiert, indem 26,77 g Kaliumpersulfat (1 Gewichts-%) dort hinzugegeben wurden, während die Temperatur im Reaktor auf 70°C gehalten wurde. Unter Verwendung eines "NICOMP", was eine Laserlichstreuungsvorrichtung ist, wurde bestimmt, dass die Partikelgröße des polymerisierten Latex 85 nm ist.
2) Reaktion der zweiten Stufe (Stufe der Polymerisierung der ersten Kernschicht)
Diese Stufe dient der Polymerisierung einer ersten Kernschicht. 104,2 g deionisiertes Wasser, 224,48 g Butylacrylat, 0,175 g Allylmethacrylat, 0,35 g 1,3-Butandioldimethacrylat und 37,34 g Stearinsäurekaliumsalz (eine Lösung mit 8 Gewichts-%) wurden gemischt, um eine Pre-Emulsion herzustellen. Nachdem die stabilisierte Pre-Emulsion hergestellt war, wurde sie kontinuierlich, mit einer konstanten Fließgeschwindigkeit eineinhalb Stunden lang in den Keim-Latex eingebracht, der in der Umsetzung der ersten Stufe erzeugt wurde. Gleichzeitig wurden 74,67 g Kaliumpersulfat (1 Gewichts-%) eineinhalb Stunden lang dort hinzugefügt, wodurch die Polymerisierung durchgeführt wurde.
3) Umsetzung der dritten Stufe (Stufe der Polymerisierung der zweiten Kernschicht)
Diese Stufe dient der Polymerisierung einer zweiten Kernschicht, und sie wurde ähnlich wie obige Reaktion der zweiten Stufe durchgeführt. 104,2 g deionisiertes Wasser, 224,18 g Butylacrylat, 0,275 g Allylmethacrylat, 0,55 g 1,3-Butandioldimethacrylat und 37,34 g Stearinsäurekaliumsalz (eine Lösung mit 8 Gewichts-%) wurden gemischt, um eine Pre-Emulsion herzustellen. Nachdem die stabilisierte Pre-Emulsion hergestellt war, wurde sie zu dem in der Reaktion der zweiten Stufe hergestellten Latex mit einer konstanten Fließgeschwindigkeit eineinhalb Stunden lang eingebracht. Gleichzeitig wurden 74,67 g Kaliumpersulfat (eine Lösung mit einem Gewichts-%) eineinhalb Stunden lang kontinuierlich dort hinzugegeben, wodurch die Polymerisierung durchgeführt wurde. Es wurde dann eine Stunde lang bei 70°C, der Reaktionstemperatur, gealtert, um den Kernteil fertig zu stellen.
4) Reaktion der vierten Stufe (Stufe der Polymerisierung der Schale)
Diese Stufe dient der Polymerisierung eines Schalenteils auf dem Kernteil, der in der dritten Stufe erzeugt wird. Zuerst wurde eine Pre-Emulsion aus 197,5 g deionisiertem Wasser, 117,75 g Methylmethacrylat, 9,25 g Ethylacrylat und 13,8 g Stearinsäurekaliumsalz (eine Lösung mit 8 Gewichts-%) hergestellt. Die Pre-Emulsion wurde in den Latex obiger dritter Stufe, gemeinsam mit 69,2 g Kaliumsulfat (eine Lösung mit einem Gewichts-%) eine Stunde lang eingebracht, wodurch die Umsetzung des Schalenteils durchgeführt wurde. Während die Temperatur in dem Reaktor auf 70°C gehalten wurde, wurde sie ebenfalls eine Stunde lang gealtert, um die Polymerisierung abzuschließen. Die Endgröße der polymerisierten Partikel war 190 nm.
Als Vernetzungsmittel in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden, sofern nicht anderes erwähnt wird, Allylmethacrylat und 1,3-Butandioldimethacrylat zusammen in einem Verhältnis von 1:2 verwendet.
Beispiel 2
Um den Blähindex zu steuern, wurde das Verhältnis der in jeder Stufe eingebrachten Vernetzungsmittel geändert, während die Gesamtmenge an Allylmethacrylat und 1,3-Butandioldimethacrylat, die während der Stufen 1 bis 3 eingebracht wurde, gleich der in Beispiel 1 gehalten wur de. Abgesehen davon waren die Polymerisierungsrezeptur und das Beschickungsverfahren die gleichen wie in Beispiel 1.
Beispiel 3
Um den Blähindex zu steuern, wurde die Gesamtmenge an Allylmethacrylat und 1,3-Butandioldimethacrylat, die in den Stufen 1 bis 3 eingebracht wurde, im Vergleich zu der von Beispiel 1 verdoppelt. Abgesehen davon waren die Polymerisierungsrezeptur und das Beschickungsverfahren die gleichen wie in Beispiel 1.
Beispiel 4
Um den Blähindex zu steuern, wurde das Verhältnis der Vernetzungsmittel, die in jeder Stufe eingebracht wurden, geändert, während die Gesamtmenge an Allylmethacrylat und 1,3-Butandioldimethacrylat, die während der Stufen 1 bis 3 eingebracht wurde, gleich der von Beispiel 3 gehalten wurde. Abgesehen davon waren die Polymerisierungsrezeptur und das Beschickungsverfahren die gleichen wie in Beispiel 1.
Beispiel 5
Um den Blähindex zu steuern, wurde die Gesamtmenge an Allylmethacrylat und 1,3-Butandioldimethacrylat, die in den Stufen 1 bis 3 eingebracht wurde, im Vergleich zu der von Beispiel 1 verdreifacht. Abgesehen davon waren die Polymerisierungsrezeptur und das Beschickungsverfahren die gleichen wie in Beispiel 1.
Beispiel 6
Um den Blähindex zu steuern, wurde das Verhältnis der Menge der Vernetzungsmittel zu der Menge der Monomere, die in jeder Stufe eingebracht wurden, geändert, während die Gesamtmenge an Allylmethacrylat und 1,3-Butandiol dimethacrylat, die während der Stufen 1 bis 3 eingebracht wurde, gleich der von Beispiel 5 gehalten wurde. Abgesehen davon waren die Polymerisierungsrezeptur und das Beschickungsverfahren die gleichen wie in Beispiel 1.
Die Mengen der Vernetzungsmittel, die in obigen Beispielen 1 bis 6 verwendet wurden, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
Beispiel 7
Polymerisierung wurde unter den gleichen Reaktionsbedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass Allylmethacrylat (AMA) alleine als Vernetzungsmittel verwendet wurde.
Beispiel 8
Polymerisierung wurde unter den gleichen Reaktionsbedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass 1,3-Butandioldimethacrylat alleine als Vernetzungsmittel verwendet wurde.
Vergleichsbeispiele 1–5

In den Vergleichsbeispielen 1, 2, 3, 4 und 5 wurde die Polymerisierung unter den gleichen Reaktionsbedingungen wie in den Beispielen 1, 3, 5, 7 beziehungsweise 8 durchgeführt, außer dass die Verhältnisse der Menge an Vernetzungsmitteln zu der Menge der Monomere, die in jeder der Stufen 1 bis 3 der Gummi-Polymerisierung eingebracht wurde, gleich gehalten wurden. (Tabelle 1)

Kategorie		Menge an Vernetzungsmitteln (Gewichts-% basierend auf der Gesamtmenge der Gummipartikel-Monomere)
Kategorie		Gesamtmenge	Stufe 1	Stufe 2	Stufe 3
Beispiel	1	0,3	0,03	0,105	0,165
	2	0,3	0,06	0,120	0,120
	3	0,6	0,06	0,210	0,330
	4	0,6	0,12	0,240	0,240
	5	0,9	0,09	0,315	0,495
	6	0,9	0,18	0,360	0,360
	7	0,3	0,03	0,105	0,165
	8	0,3	0,03	0,105	0,165
Vergleichsbeispiel	1	0,3	0,03	0,135	0,135
	2	0,6	0,06	0,270	0,270
	3	0,9	0,09	0,405	0,405
	4	0,3	0,03	0,105	0,165
	5	0,3	0,03	0,105	0,165

Beispiel 9–16
Um die Änderung der Schlagzähigkeit und des Blähindexes entsprechend dem Verfahren der Einbringung von Monomeren in die Gummi-Polymerisierungsstufen 2 bis 4 zu bestimmen, wurde die Pre-Emulsion in jeder Stufe auf einmal dort hinzugefügt und polymerisiert. Die Beispiele 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 16 wurden identisch zu den Beispielen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 beziehungsweise 8 durchgeführt, außer dass die Pre-Emulsion in jeder Stufe dort auf einmal eingebracht wurde.
Vergleichsbeispiele 6–10
In den Vergleichsbeispielen 6, 7, 8, 9 und 10 wurde Polymerisierung unter den gleichen Reaktionsbedingungen wie in den Beispielen 9, 11, 13, 15 beziehungsweise 16 durchgeführt, außer dass die Verhältnisse der Menge von Vernetzungsmitteln zur Menge von Monomeren, die in jeder der Stufen 1 bis 3 der Gummi-Polymerisierung eingebracht wurden, gleich gehalten wurden.
Experimentelle Beispiele
(Bestimmung des Blähindexes)
Die Ergebnisse der Polymerisierung der Beispiele 1 bis 16 und der Blähindex eines jeden polymerisierten Latex sind in Tabelle 2 gezeigt. Der Blähindex des polymerisierten Latex wurde mit trockenem Pulver bestimmt, das aus dem sequenziellen Prozess des Koagulierens des Latex, Isolieren des nassen Pulvers und Trocknen erhalten wurde.
Jeder Latex der Beispiele 1 bis 16 wurde mit deionisiertem Wasser, um den Feststoffgehalt des polymerisierten Latex auf 10 Gewichts-% zu verringern, und auf einmal mit 4 Gewichtsteilen Calciumchloridlösung (eine Lösung mit 10 Gewichts-%) versetzt, um zu koagulieren. Die Mischung wurde auf 90°C erwärmt und 10 Minuten lang gealtert und dann gekühlt. Sie wurde zwei oder drei Mal mit deionisiertem Wasser gewaschen, um wasserlösliche Rückstände herauszuwaschen, und filtriert, um einen Schlagzähigkeitsmodifikator zu ergeben. Der Schlagzähigkeitsmodifikator wurde in einem Wirbelschicht-Trockner ("FBD", "Fluidized Bed Dryer") bei 85°C zwei Stunden lang getrocknet, um einen abschließenden Schlagzähigkeitsmodifikator in Form eines trockenen Pulvers zu ergeben.
Die Bestimmung des Blähindexes wurde in Aceton-Lösemittel durchgeführt und 4 g des Schlagzähigkeitsmodifikators wurden in Aceton (130 g) 50 Stunden lang gequollen. Der Gelteil, der mit Aceton gequollen war, wurde mittels 2 Stunden langem Zentrifugieren bei 0°C mit 16.000 UpM erhalten, und seine Masse (A) wurde bestimmt. Dann, nachdem das Aceton vollständig abgedampft war, wurde die Masse des reinen Schlagzähigkeitsmodifikator-Gels (B) bestimmt und der Blähindex (= A/B) wurde auf diese Weise berechnet.
(Evaluierung der physikalischen Eigenschaften des Schlazähigkeitsmodifikators)
Um die physikalischen Eigenschaften der Schlagzähigkeitsmodifikatoren zu evaluieren, wurden 100 pbw Poly(vinylchlorid) (PVC; "LG Chemical", Produkt "LS-100", Polymerisierungsindex = 1000), 4,0 pbw thermischer Stabilisator (DLP), 0,9 pbw Calcium-Stearat (Ca-St), 1,36 pbw Polyethylenwachs ("PE Wax"), 1,0 pbw einer Verarbeitungshilfe ("LG Chemical", Produkt "PA-821"), 5,0 pbw CaCO₃ und 4,0 pbw TiO₂ bei Raumtemperatur in einen Mischer eingebracht und mit 1000 UpM gemischt, während auf 115°C erwärmt wurde. Wenn die Temperatur 115°C erreichte, wurde die Mischgeschwindigkeit auf 400 UpM verringert und der Mischer wurde dann auf 40°C gekühlt, um eine Vormischung fertig zu stellen.
7 pbw der gewünschten Schlagzähigkeitsmodifikatoren wurden entsprechend zu Teilen der Vormischung hinzugegeben und sie wurden dann mittels einem 2-Walzenkalander bei 190°C 7 Minuten lang gewalzt, um 0,6 mm dicke Platten herzustellen. Die Platten wurden auf eine Größe von 150 mm × 200 mm geschnitten und dann wurden sie auf eine Form von 3 mm × 170 × 220 mm geschichtet, wobei ihre Walzrichtungen konstant gehalten wurden. Sie wurden 8 Minuten lang mit einer 190°C warmen Heißpresse (0,5 kg) vorgeheizt und dann 3 Minuten lang gekühlt (10 kg), um Proben herzustellen, die eine Dicke von 3 mm besitzen.

Die oben erzeugten Proben wurden vorsichtig gemäß den ASTM-D-256-Standards eingeschnitten, um Schlagkerben bereitzustellen, von welchen die Izod-Schlagzähigkeiten bestimmt wurden. Die Ergebnisse der Schlagzähigkeiten der in den Beispielen 1 bis 16 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 10 erhaltenen Schlagzähigkeitsmodifikatoren, werden in Tabelle 2 unten gezeigt. (Tabelle 2)

Kategorie		Blähindex	Izod-Schlagzähigkeit (kgcm/cm)
Beispiel	1	5,8	38,4
	2	5,4	36,9
	3	4,8	34,2
	4	4,5	33,0
	5	3,9	30,0
	6	3,7	29,1
	7	5,7	37,5
	8	6,0	40,8
	9	5,9	40,2
	10	5,7	37,5
	11	5,0	35,3
	12	4,9	34,0
	13	4,0	30,6
	14	3,8	29,7
	15	5,9	40,4
	16	6,1	41,4
Vergleichsbeispiel	1	3,5	27,5
	2	3,1	25,8
	3	2,8	24,3
	4	3,3	26,7
	5	3,7	28,5
	6	3,6	28,0
	7	3,3	26,9
	8	3,1	26,0
	9	3,5	27,9
	10	3,7	28,8

Wie in obiger Tabelle 2 gezeigt, wenn die Polymerisierung durchgeführt wurde mit einem unterschiedlichen Verhältnis der Menge an Vernetzungsmitteln zu der Menge an Monome ren, die in jeder Stufe eingespeist werden, das heißt, dass der Grad der Vernetzung von Gummi-Schichten entsprechend der Stufen variierte, war der Blähindex erhöht und die Schlagfestigkeit weit überlegen im Vergleich zu jenen mit einem gleichmäßigen Vernetzungsgrad. Wenn die Menge an Vernetzungsmitteln in den Gummi-Partikeln verringert war, war auch der Blähindex erhöht und die Schlagzähigkeit verbessert.
Zusätzlich, wie in den Beispielen 7, 8, 15 und 16 von Tabelle 2 gezeigt, wurde sogar dann, wenn entweder AMA oder BDMA einzeln als Vernetzungsmittel verwendet wurden, exzellente Schlagzähigkeit erhalten im Vergleich zu den, Fällen, die einen gleichmäßigen Vernetzungsgrad besitzen. In Beispiel 9 wurde die Pre-Emulsion in den Polymerisierungsstufen 2 bis 4 von Beispiel 1 auf einmal eingebracht, und in Vergleichsbeispiel 6 wurde die Pre-Emulsion in den Polymerisierungsstufen 2 bis 4 von Vergleichsbeispiel 1 einmalig eingebracht. Das heißt, dass Beispiel 9 und Vergleichsbeispiel 6 demonstrieren, dass das Variieren des Vernetzungsgrads von Schicht zu Schicht in dem Gummi eher in höheren Blähindizes resultiert als dass sie einen gleichmäßigen Vernetzungsgrad besitzen, sobald die Gesamtmenge des Vernetzungsmittels konstant ist, und die höheren Blähindizes führen zu der überlegenen Schlagfestigkeit.
Beispiele 17–21
Die Polymerisierung wurde mit den Monomeren durchgeführt, die bei den Gummi-Polymerisierungsstufen 2 und 3 verwendet wurden, und die Schalen-Polymerisierung wurde geändert. Das heißt, dass 50 Gewichts-% BA durch unterschiedliche Monomere in den Stufen 2 und 3 ersetzt und polymerisiert wurden. Die Polymerisierung der Schale wurde durchgeführt, indem 10 Gewichts-% MMA durch unterschied liche Monomere ersetzt wurden. Ansonsten waren die Polymerisierungsrezepturen und das Einbringungsverfahren die gleichen, wie in Beispiel 9.
Vergleichsbeispiele 11–15
In den Vergleichsbeispielen 11 bis 15 wurde die Polymerisierung unter den gleichen Reaktionsbedingungen durchgeführt, wie sie in den Beispielen 17 bis 21 verwendet wurden, aber um den Vernetzungsgrad über das gesamte Gummi gleichmäßig zu machen, wurden die Verhältnisse der Menge an Vernetzungsmitteln zu der Menge von Monomeren, die in jeder der Stufen 1 bis 3 der Gummi-Polymerisierung eingebracht wurden, gleich gehalten.

Die Ergebnisse der Polymerisierung und die Monomere in den Polymerisierungsstufen in den Beispielen 17 bis 21 und den Vergleichsbeispielen 11 bis 15 werden in Tabelle 3 zusammengefasst. (Tabelle 3)

Kategorie		Monomere		Blähindex	Izod-Schlagzähigkeit (kgcm/cm)
		Stufen 2 & 3	Stufe 4
Bsp.	17	Butylacrylat	Methylmethacrylat & Butylacrylat	5,9	39,4
	18	Butylacrylat	Methylmethacrylat	5,5	37,1
	19	Butylacrylat & 2-Ethylhexylacrylat	Methylmethacrylat & Ethylacrylat	6,0	41,3
	20	Butylacrylat & 2-Ethylhexylacrylat	Methylmethacrylat & Butylacrylat	6,2	41,5
	21	Butylacrylat & 2-Ethylhexylacrylat	Methylmethacrylat	5,8	40,9
Verglei chs-Bsp.	11	Butylacrylat	Methylmethacrylat & Butylacrylat	3,5	27,4
	12	Butylacrylat	Methylmethacrylat	3,3	27,0
	13	Butylacrylat & 2-Ethylhexylacrylat	Methylmethacrylat & Ethylacrylat	3,7	28,3
	14	Butylacrylat & 2-Ethylhexylacrylat	Methylmethacrylat & Butylacrylat	3,8	29,1
	15	Butylacrylat & 2-Ethylhexylacrylat	Methylmethacrylat	3,5	27,5

Beispiele 22–27
In den Beispielen 22 bis 27, waren außer, dass der bei der Gummi-Polymerisierungsstufe verwendete Initiator in Butylhydroperoxid (TBHP) geändert wurde, die Polymerisierungsrezeptur und das Einbringungsverfahren die gleichen wie in den Beispielen 9 bis 14.
Vergleichsbeispiele 16–21

In den Vergleichsbeispielen 16 bis 21 wurde die Polymerisierung unter den gleichen Reaktionsbedingungen wie in den Beispielen 22 bis 27 durchgeführt, aber um den Vernetzungsgrad gleichmäßig über das gesamte Gummi zu machen, wurden die Verhältnisse der Vernetzungsmittel zu der Menge an Monomeren, die in jeder der Stufen 1 bis 3 der Gummi-Polymerisierung eingebracht wurden, gleich gehalten. (Tabelle 4)

Kategorie		Blähindex	Izod-Schlagzähigkeit (kgcm/cm)
Bsp.	22	5,5	37,0
	23	5,2	36,4
	24	4,8	34,2
	25	4,3	32,3
	26	3,9	30,0
	27	3,8	29,6
Vergleichs-Bsp.	16	3,0	25,7
	17	2,9	24,9
	18	2,6	23,5
	19	2,4	22,4
	20	2,3	21,9
	21	2,0	18,8

Wie in den Beispielen 22 bis 27 gezeigt, waren, sogar wenn TBHP als Initiator verwendet wurde, die Blähindizes mit variierten Vernetzungsgraden in dem Gummi höher als mit gleichmäßigem Vernetzungsgrad über die gesamten Gummikerne, sobald die Menge des Vernetzungsmittels konstant war, und die höheren Blähindizes führten zu der überlegenen Schlagzähigkeit. (Vergleichsbeispiele 16 bis 21)
Beispiele 28–33
Die Beispiele 28 bis 33 zeigen Polymerisierung, worin die Gummi-Polymerisierung mittels zweier Stufen durchgeführt wird, einschließlich Keim-Polymerisierung. Die Menge der Vernetzungsmittel, die in jeder Gummi-Polymerisierungsstufe eingebracht werden, ist in Tabelle 5 zusammengefasst. Die Polymerisierungsrezeptur und das Einbringungsverfahren waren die gleichen, wie in den Beispielen 2, 4, 6, 10, 12 beziehungsweise 14.
Vergleichsbeispiele 22–27
In den Vergleichsbeispielen 22 bis 27 wurde die Polymerisierung unter den gleichen Reaktionsbedingungen wie in den Beispielen 28 bis 33 durchgeführt, aber um den Vernetzungsgrad gleichmäßig über das gesamte Gummi zu machen, wurden die Verhältnisse der Menge an Vernetzungsmitteln zu der Menge an Monomeren, die in jeder Stufe der Gummi-Polymerisierung eingebracht wurden, gleich gehalten.

Die Izod-Schlagzähigkeit der in den obigen Beispielen 28–33 und den Vergleichsbeispielen 22–27 hergestellten Schlagzähigkeitsmodifikatoren ist in Tabelle 5 unten gezeigt. (Tabelle 5)

Kategorie		Menge an Vernetzungsmitteln Gewichts-%, basierend auf der Gesamtmenge der Gummipartikel-Monomere)			Blähindex	Izod-Schlagzähigkeit (kgcm/cm)
Kategorie		Gesamtmenge	Stufe 1	Stufe 2	Blähindex	Izod-Schlagzähigkeit (kgcm/cm)
Bsp.	28	0,3	0,06	0,24	5,1	35,6
	29	0,6	0,12	0,48	4,1	31,2
	30	0,9	0,18	0,06	3,4	27,2
	31	0,3	0,06	0,24	5,2	36,0
	32	0,6	0,12	0,48	4,3	32,8
	33	0,9	0,18	0,72	3,6	28,1
Vergleichs-Bsp.	22	0,3	0,03	0,27	3,2	26,5
	23	0,6	0,06	0,54	2,8	24,0
	24	0,9	0,09	0,81	2,5	23,0
	25	0,3	0,03	0,27	3,3	26,5
	26	0,6	0,06	0,54	3,0	25,6
	97	0,9	0,09	0,81	2,7	23,9

Wie in Tabelle 5 gezeigt, wurden, sogar wenn die Gummi-Polymerisierung statt mit zwei Stufen mit drei Stufen durchgeführt wurde, umso höhere Blähindizes erhalten, wenn der Vernetzungsgrad in jeder Gummi-Schicht variiert wurde, was zu einer weit überlegenen Schlagzähigkeit des Schlagzähigkeitsmodifikators gegenüber jenen führte, welche den gleichmäßigen Vernetzungsgrad über die gesamten Gummipartikelkerne (Vergleichsbeispiele 22 bis 27) besitzen. Die gleiche Beziehung zwischen dem Vernetzungsgrad, Blähindex und Schlagzähigkeit gilt auch in den Fällen mit erhöhter Gesamtmenge an Vernetzungsmittel. Als Ergebnis wurde der Blähindex von Gummipartikeln durch die Durchführung einer mehrstufigen Gummi-Polymerisierung gesteuert, so dass der Vernetzungsgrad des Kerngummis einschließlich des Keims wenigstens zwei Werte besitzt, was dadurch die Herstellung eines Schlagzähigkeitsmodifikators mit verbesserter Schlagzähigkeit im Vergleich zu Schlagzähigkeitsmodifikatoren ermöglicht, die Gummipartikel umfassen, welche einen gleichmäßigen Vernetzungsgrad über das gesamte Gummi besitzen.
Der Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikator, der exzellente Schlagzähigkeit gewährt, wurde durch Verwendung einer mehrstufigen Polymerisierung erfunden, in welcher der Blähindex der Gummipartikel wurde durch Änderung des Vernetzungsgrads von Stufe zu Stufe gesteuert. Das Poly(vinylchlorid), welches den erfindungsgemäßen Schlagzähigkeitsmodifikator umfasst, hat gute Witterungsbeständigkeit, wie auch exzellente Schlagzähigkeit.

Claims

Acryl-Modifikator-Zusammensetzung für Poly(vinylchlorid), worin die Acryl-Schlagzähigkeits-modifikator-Zusammensetzung umfasst: (a) einen Gummi-Kern, der Alkylacrylat-Polymere enthält, welche wenigstens zwei Schichten umfassen, die unterschiedliche Vernetzungsdichten besitzen; und (b) eine Schale, die Alkylmethacrylat-Polymere enthält.
Acryl-Schlagzähigkeits-modifikator-Zusammensetzung, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin der Gummi-Kern von (a) (i) eine Keim-Schicht und (ii) wenigstens eine Kern-Schicht umfasst.
Acryl-Schlagzähigkeits-modifikator-Zusammensetzung wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, worin der Gummi-Kern von (a) wenigstens zwei Schichten umfasst, die unterschiedliche Vernetzungsdichten besitzen, dadurch gebildet, dass jede Schicht derart hergestellt ist, dass sie eine unterschiedliche Menge Vernetzungsmittel enthält, die Mengen innerhalb des Bereichs von 0,1 bis 5,0 Gewichtsteilen ausgewählt sind, basierend auf 100 Gewichtsteilen der gesamten Monomere, die in der Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikator-Zusammensetzung vorhanden sind.
Acryl-Schlagzähigkeits-modifikator-Zusammensetzung wie in Anspruch 1, 2 oder 3 beansprucht, worin die Monomere in dem Gummi-Kern von (a) 70 bis 95 Gewichtsteile umfassen und die Monomere in der Schale von (b) 5 bis 30 Gewichtsteile umfassen, basierend auf 100 Gewichtsteilen der gesamten Monomere, die in der Acryl-Schlagzähigkeits-modifikator-Zusammensetzung vorhanden sind.
Acryl-Schlagzähigkeits-modifikator-Zusammensetzung, wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4 beansprucht, worin die Alkylacrylat-Polymere in dem Gummi-Kern von (a) ein Monomer oder mehr Monomere umfassen, ausgewählt aus Ethylacrylat, Propylacrylat, Isopropylacrylat, Butylacrylat, Hexylacrylat, Octylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat, einem Homopolymer dieser Monomere oder einem Copolymer, das mit einem Monomer oder mehr Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe der oben erwähnten Monomere, polymerisiert ist.
Acryl-Schlagzähigkeits-modifikator-Zusammensetzung, wie in irgendeinem vorangehenden Anspruch beansprucht, worin die Schale von (b) ein Alkylmethacrylat umfasst, das 1 bis 4 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe besitzt.
Acryl-Schlagzähigkeits-modifikator-Zusammensetzung, wie in irgendeinem vorangehenden Anspruch beansprucht, worin das Alkylmethacrylat in der genannten Schale ein Monomer ist, ausgewählt aus Ethylmethacrylat, Methylmethacrylat und Butylmethacrylat.
Acryl-Schlagzähigkeits-modifikator-Zusammensetzung, wie in irgendeinem vorangehenden Anspruch beansprucht, worin das Alkylmethacrylat in der genannten Schale ein Copolymer eines Alkylmethacrylats und eines Alkylacrylats ist, das ein Monomer oder mehrere Monomere enthält, ausgewählt aus Ethylacrylat, Methylacrylat und Butylacrylat.
Acryl-Schlagzähigkeits-modifikator-Zusammensetzung, wie in irgendeinem vorangehenden Anspruch beansprucht, worin die genannte Schale ein Zusatzmonomer umfasst, welches ein Monomer oder mehrere Monomere enthält, ausgewählt aus Ethylacrylat, Methylacrylat, Butylacrylat, Acrylnitril und Methacrylnitril, in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichts-% der gesamten Schalen-Monomere.
Verfahren zur Herstellung einer Acryl-Schlagzähigkeits-Modifikators, die folgenden Stufen umfassend: (a) Herstellen eines Latex-Keims mittels einer Vernetzungsreaktion einer Mischung, umfassend (i) ein Alkylacrylat-Monomer, das 2 bis 8 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe besitzt, (ii) ein Vernetzungsmittel, (iii) einen Polymerisationsinitiator, (iv) einen Emulgator und (v) Wasser; (b) Herstellen eines Latexgummi-Kerns, in welchem wenigstens eine Kernschicht auf dem genannten Keim gebildet ist, mittels zumindest einmaliger Durchführung von Polymerisation durch kontinuierliches Zugeben einer Pre-Emulsionsmischung, umfassend (i) ein Alkylacrylat, das 2 bis 8 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe besitzt, (ii) ein Vernetzungsmittel, (iii) einen Emulgator und (iv) Wasser, zusammen mit (v) einen Polymerisationsinitiator, zu dem Latex-Keim von Stufe (a); und (c) Herstellen einer Schale mittels Durchführung von Polymerisation durch kontinuierliches Hinzugeben einer Pre-Emulsionsmischung, umfassend (i) ein Alkylmethacrylat, das 1 bis 4 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe besitzt, (ii) einen Emulgator und (iii) Wasser, zusammen mit (iv) einem Polymerisationsinitiator, zu dem Latexgummi-Kern von Stufe (b), wodurch der Acryl-Schlagzähigkeits-Modifikator-Latex hergestellt wird, worin die Menge des Vernetzungsmittels von Stufe (a) (ii) und die Menge des Vernetzungsmittels von Stufe (b) (ii) verschieden sind, und sie ausgewählt sind innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 5,0 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen der gesamten Monomere, die in der Acryl-Schlagzähigkeits-modifikator-Zusammensetzung vorhanden sind.
Poly(vinylchlorid)-Zusammensetzung umfassend: (a) 80 bis 99 Gewichtsteile Poly(vinylchlorid); und (b) 1 bis 20 Gewichtsteile des Acryl-Schlagzähigkeits-modifikators von irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9.