EP0805827B1

Process for producing functionalised polymers

Abstract

It is possible by the radical solid phase graft polymerisation of function monomers with at least one functional group selected from among mono and dicarboxylic groups or groups derived therefrom, especially anhydride groups, and hydroxy, epoxy, amino and silane groups, possible mixed with an additional comonomer in the proportion of 1 to 99% related to the total monomer mass, especially from the group of styrenes and/or (meth)acrylates, with a polymerised monomer porportion in relation to the graft product mass of 0.05 to 50% on an olefinic and/or dienic spinal polymer (compound), including hydrated conjugated dienic homopolymer, copolymer and especially block copolymer backbones which contain a quantity of a mineral and/or native oil added before the functionalisation reaction, to obtain functionalised polymers, preferably carboxylated thermoplastic elastomers (TPE-S, TPE-O) characterized by improved adhesive strength and especially impact resistance when used in a large number of thermoplastic moulding compounds, polymer blends and composites. Preference is given to (saturated) paraffinic/naphthenic process oils used in quantities of between 10 parts by mass and at maximum concentrations corresponding to 20 to 400 parts by mass, in relation to 100 parts by mass of the spinal polymer, taking account of the dry-flowing consistency of the spinal polymer to be maintained.

EP0805827B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 21

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Expired 23 January 2016, 10.7 years ago.

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16 claims: 13 independent, 3 dependent

  1. 1
    Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polymerer unter Festphasenpfropfpolymerisationsbedingungen, wobei als Rückgratpolymere olefinische Homo- und/oder (Block)Copolymere und/oder konjugierte dienische Homo- sowie statistische bzw. alternierende Copolymere und/oder Blockcopolymere, einschließlich die entsprechenden selektiv hydrierten Polymeren, mit gewichtsmittleren Molekulargewichten Mw von 10.000 bis 1.000.000 in ölgestreckter Form unter Verwendung von 10 Masseteilen bis zu einer Maximalkonzentration entsprechend der Aufnahmefähigkeit obengenannter Rückgratpolymerisate, bei der ihre trocken-fließfähige Konsistenz über den gesamten Pfropfpolymerisationsprozeß noch aufrechterhalten ist, in den Grenzen von 20 bis 400 Masseteilen mineralisches, insbesondere paraffinisches und/oder naphthenisches und/oder aromatisches Öl und/oder natives, insbesondere pflanzliches Öl, jeweils bezogen auf 100 Masseteile Rückgratpolymerisat, mit mindestens einer α, β-ethylenisch ungesättigten Verbindung in einer auf 100 Masseteile Rückgratpolymerisat bezogenen Menge von 0,05 bis 50 Masseteile, wobei diese Verbindung mindestens eine funktionelle Gruppe, ausgewählt unter Mono- und Dicarboxylgruppen, einschließlich davon abgeleiteten Gruppen, wie Amid- bzw. Imid-, Halbester- und besonders Anhydridgruppen, Hydroxy- und Epoxygruppen, Aminogruppen und Silangruppen (Funktionsmonomere), besitzt und, gegebenenfalls als Mischung mit mindestens einer keine dieser funktionellen Gruppen besitzenden α- β-ethylenisch ungesättigten Verbindung, wie Styren bzw. substituierten Styrenen und/oder (Meth-)Acrylaten (Zusatz- comonomere), in einem Massenverhältnis 1 bis 100 % Funktionsmonomer(e) zu 0 bis 99 % Zusatzcomonomer(e), wobei der auf die Rückgratpolymermasse bezogene Gesamtanteil an aufgepfropften Funktions- plus Zusatzcomonomeren 0,05 bis 50 % beträgt, unter Verwendung eines radikalischen Initiators mit einer Zehnstunden-Halbwertstemperatur von 40 bis 80 °C gepfropft werden.
  2. 2
    Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polymerer nach Anspruch 1, wobei als Rückgratpolymere olefinische Homo- und/oder (Block-)Copolymere mit gewichtsmittleren Molekulargewichten Mw von 20.000 bis 500.000 in ölgestreckter Form unter Verwendung von 10 Masseteilen bis zu einer Maximalkonzentration entsprechend der Aufnahmefähigkeit obengenannter Rückgratpolymerer, bei der ihre trocken-fließfähige Konsistenz über den gesamten Pfropfpolymerisationsprozeß noch aufrechterhalten ist, in den Grenzen von 20 bis 200 Masseteilen mineralisches paraffinisches und/oder naphthenisches und/oder aromatisches Öl und/oder pflanzliches Öl, jeweils bezogen auf 100 Masseteile Rückgratpolymerisat, eingesetzt werden.
  3. 3
    Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polymerer nach Anspruch 1, wobei als Rückgratpolymere konjugierte dienische Homo- sowie statistische bzw. alternierende Copolymere und/oder Blockcopolymere, einschließlich die entsprechenden selektiv hydrierten Polymeren, mit gewichtsmittleren Molekulargewichten Mw von 20.000 bis 1.000.000 in ölgestreckter Form unter Verwendung von 20 Masseteilen bis zu einer Maximalkonzentration entsprechend der Aufnahmefähigkeit obengenannter Rückgratpolymerer, bei der ihre trocken-fließfähige Konsistenz über den gesamten Pfropfpolymerisationsprozeß noch aufrechterhalten ist, in den Grenzen von 50 bis 400 Masseteilen mineralisches paraffinisches und/oder naphthenisches und/oder aromatisches Öl und/oder pflanzliches Öl, jeweils bezogen auf 100 Masseteile Rückgratpolymerisat, eingesetzt werden.
  4. 4
    Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polymerer nach den Ansprüchen 1 und 3, wobei als Rückgratpolymere selektiv hydrierte Blockcopolymere aus mindestens zwei monovinylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoff-Polymerblöcken mit einem auf deren aromatische Doppelbindungen bezogenen Hydriergrad ≤ 20 % und mindestens einem durch Polymerisation eines konjugierten Diens oder Gemisches aus mindestens zwei konjugierten Dienen erhaltenen Polymerblock, der bis zu einem Grad der ethylenischen Unsättigung von ≤ 20 % hydriert worden ist, wobei das unhydrierte Vorläufer-Blockcopolymerisat ein gewichtsmittleres Molekulargewicht Mw von 20.000 bis 1.000.000 sowie einen Anteil Vinylaromateinheiten von 5 bis 95 Masse-% besitzt und die aus der (den) konjugierten Dienverbindung(en) gebildeten Einheit Vinylgruppengehalt von 10 bis 80 % enthält, gegebenenfalls in Abmischung mit 0 bis 300 Masseteilen olefinisches Homo- und/oder Copolymerisat, bezogen auf 100 Masseteile selektiv hydriertes Blockcopolymerisat, eingesetzt werden.
  5. 5
    Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polymerer nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, wobei als Rückgratpolymere selektiv hydrierte lineare Dreiblockcopolymere mit einem Massenanteil an Styreneinheiten von 7 bis 50 % und einem Grad der ethylenischen Unsättigung der hydrierten Dienblöcke ≤ 10 %, dessen unhydriertes Vorläufer-Blockcopolymerisat aus zwei endständigen Polystyrenblöcken A mit gleichen oder unterschiedlichen zahlenmittleren Molekulargewichten Mn zwischen 4.000 und 100.000 und einem mittelständigen Poly(Butadien und/oder Isopren)-Block mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht Mn zwischen 10.000 und 200.000 (ABA-Dreiblockstruktur) und einem Vinylgruppengehalt von 25 bis 65 % besteht, eingesetzt werden.
  6. 6
    Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polymerer nach den Ansprüchen 1, 3, und 4, wobei als Rückgratpolymere selektiv hydrierte lineare Blockcopolymere mit einem Massenanteil an Styreneinheiten von 7 bis 50 % und einem Grad der ethylenischen Umsättigung ≤ 10 %, dessen unhydriertes Vorläufer-Block-copolymerisat aus zwei Polystyrenblöcken A mit gleichen oder unterschiedlichen zahlenmittleren Molekulargewichten Mw zwischen 4.000 und 100.000 und zwei Poly(Butadien und/oder Isopren)-Blöcken mit gleichen oder unterschiedlichen zahlenmittleren Molekulargewichten Mn zwichen 10.000 und 200.000 (ABAB-Vierblockstruktur) und einem Vinylgruppengehalt von 25 bis 65 % besteht, eingesetzt werden.
  7. 7
    Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polymerer nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, wobei als Rückgratpolymere selektiv hydrierte radiale Blockcopolymere mit einer mittleren Sternastzahl von 3 bis 16 und einem Grad der ethylenischen Unsättigung der hydrierten Dienblöcke ≤ 10 %, dessen unhydriertes Vorläufer-Blockcopolymerisat ein gewichtsmittleres Molekulargewicht Mw von 30.000 bis 800.000 und einen Gehalt an Vinylaromateinheiten von 5 bis 75 Masse-% besitzt und die aus dem (den) konjugierten Dien(en) gebildete Einheit einen Vinylgruppengehalt von 25 bis 65 % aufweist, eingesetzt werden.
  8. 8
    Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polymerer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, wobei den als Rückgratpolymere eingesetzten olefinischen Homo- und/oder (Block-)Copolymeren und/oder konjugierten dienischen Homo- sowie statistischen bzw. alternierenden Copolymeren und/oder Block-copolymeren, einschließlich den entsprechenden selektiv hydrierten Polymeren, 0 bis 200 Masseteile eines faserigen und/oder teilchenförmigen Füllstoffes, bezogen auf 100 Masseteile Polymeranteil, hinzugefügt ist.
  9. 9
    Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polymerer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, wobei den als Rückgratpolymere eingesetzten olefinischen Homo- und/oder (Block-)Copolymeren und/oder konjugierten dienischen Homo- sowie statistischen bzw. alternierenden Copolymeren und/oder Blockcopolymeren, einschließlich den entsprechenden selektiv hydrierten Polymeren, 10 bis 100 Masseteile eines teilchenförmigen Füllstoffes auf Calciumcarbonat-Basis, bezogen auf 100 Masseteile Polymeranteil, hinzugefügt ist.
  10. 10
    Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polymerer nach den Ansprüchen 1, 5, 8 und 9, wobei der Pfropfpolymerisationsansatz selektiv hydrierte lineare Styren/Dien/Styren-Dreiblockcopolymere mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht Mw von 40.000 bis 800.00 und einem Massenanteil an Styreneinheiten von 7 bis 50 % sowie einem Grad der ethylenischen Unsättigung der hydrierten Dienblöcke ≤ 5 % in Form von Rückgrat-Compounds der Zusammensetzung ( a ) 30 bis 95 Masse-% Styren/Ethylen-Propylen oder Butylen/Styren Dreiblock-copolymerisat (SEPS oder SEBS), ( b ) 5 bis 70 Masse-% olefinisches Homo- und/oder Copolymerisat und ( c ) 0 bis 50 Masse-% teilchenförmiger Füllstoff enthält.
  11. 11
    Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polymerer nach den Ansprüchen 1 bis 10, wobei als Funktionsmonomere Acrylsäure und/oder Methacrylsäure und/oder Maleinsäureanhydrid verwendet werden.
  12. 12
    Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polymerer nach den Ansprüchen 1 bis 10, wobei als Funktionsmonomere Glycidylmethacrylat und/oder Hydroxyethylacrylat und/oder Hydroxypropylmethacrylat verwendet werden.
  13. 13
    Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polymerer nach den Ansprüchen 1 bis 10, wobei als Funktionsmonomere (N-t-Butylamino)ethylmethacrylat und/oder (N, N-Dimethylamino)ethylacrylat und/oder (N, N-Dimethylamino)ethylmethacrylat und/oder (N, N-Diethylamino)ethylacrylat verwendet werden.
  14. 14
    Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polymerer nach den Ansprüchen 1 bis 10, wobei als Funktionsmonomere (γ-Methacryloyloxypropyl)-trimethoxy-silan und/oder Tris-(2-methoxyethoxy)-vinylsilan verwendet werden.
  15. 15
    Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polymerer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, wobei als Zusatzcomonomere Styren und/oder α-Methyl-styren und/oder Ethylacrylat und/oder n-Butylacrylat und/oder Methyl-methacrylat in einem Massenverhältnis 1 bis 99 % Funktionsmonomer(e) zu 99 bis 1 % Zusatzcomonomer(e) verwendet werden.
  16. 16
    Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polymerer nach Anspruch 11, wobei die aufgepfropften Moleküleinheiten mit mindestens einer Mono- oder Dicarboxylgruppe, einschließlich davon abgeleiteter Anhydridgruppen, durch mindestens ein ein- und/oder zwei- und/oder dreiwertiges aus den Verbindungen des Lithiums, Natriums, Kaliums, Magnesiums, Calciums, Zinks und Aluminiums ausgewähltes Metallion unter Verwendung von einem Molverhältnis Metall im Vernetzungsmittel zur aufgepfropften Carboxyl- und/oder Anhydridgruppe im funktionaliserten Polymer von 0,1 bis 3,0 vernetzt werden.
Independent claims16