Полимерная композиция

Полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к полимерной композиции, способу получения полимерной композиции и применению полимерной композиции для формования изделия. В частности, хотя и не исключительно, данная полимерная композиция обычно демонстрирует улучшенную устойчивость к химикатам и желаемые реологические свойства.

Полимерные материалы применяют во множестве приложений, например в зданиях, включая покрытие и облицовку, автомобильных продуктах, таких как легкие приборные циферблаты и панели, медицинских диагностических устройствах, деталях освещения, таких как рассеиватели света, знаках, моющем/санитарном оборудовании, вследствие их характеристик прочности, способности переносить атмосферные условия, внешнего вида и стабильности. Они могут быть применены в качестве верхнего материала для обеспечения покрывающего слоя над материалом подложки и, следовательно, придания предпочтительных свойств полимерного материала нижележащему материалу подложки. Обычно желательно, чтобы полимерный материал сохранял свои физические и эстетические характеристики во время применения, в частности желательно, чтобы полимерный материал был устойчивым к химикатам, переносил погодные воздействия и не трескался при воздействии растворителей, красок, разбавителей и чистящих средств, обычно применяемых в промышленности и домашнем хозяйстве.

Полимерные композиции могут быть получены множеством способов. Например, их можно получать с помощью технологии полимеризации в массе, где полимеризуемые мономеры полимеризуются в отсутствие второй среды, такой как растворитель. Такие способы включают в себя способ литья и технологии полимеризации в форме. Альтернативно, полимерная композиция может быть получена путем полимеризации полимеризуемых мономеров в присутствии растворителя (например, органического растворителя) или воды. Такие способы хорошо известны специалистам в данной области техники и включают в себя технологии суспензионной, эмульсионной полимеризации и полимеризации в растворе.

Обычно полимерные композиции с высокой молекулярной массой, такие как композиции, образованные путем способа литья (обычная молекулярная масса до 3 миллионов дальтон), или полимерные композиции, которые, по существу, имеют неограниченную молекулярную массу (например, сшитые полимерные композиции), демонстрируют заметную устойчивость к химикатам, они демонстрируют желаемые свойства устойчивости к образованию трещин и сравнительно устойчивы к внезапным изменениям и повторяющимся изменениям температуры. Данные полимерные материалы также могут подвергаться термоформованию, где материал нагревают и формуют в изделие. Эти полимерные материалы обычно обладают желаемыми физическими и эстетическими свойствами, поэтому они могут быть применены во множестве приложений, т.е. строительстве, освещении, моющем/санитарном оборудовании. Хотя указанные полимерные материалы с высокой молекулярной массой могут демонстрировать заметную устойчивость к химикатам и желаемую устойчивость к образованию трещин, при продолжительном воздействии химикатов они могут разбухать вследствие поглощения химикатов и демонстрировать гелеобразную консистенцию и/или частично или полностью растворяться. Кроме того, хотя полимерные материалы с высокой молекулярной массой могут подвергаться термоформованию и формованию в изделия для различных приложений, обычно нельзя обрабатывать указанные материалы в расплаве. Обработка в расплаве включает в себя плавление полимерного материала так, что он течет, и обработку полученного текучего расплава (например, инжекционное формование или экструзию); тогда как термоформование обычно включает в себя нагрев и формование полимерного материала без образования текучего расплава. Подходящие технологии обработки в расплаве включают в себя экструзию, соэкструзию, выдувное формование и инжекционное формование.

Обработка в расплаве включает в себя плавление предварительно полученного полимера с образованием текучего расплава. Расплавленный текучий полимер может формоваться в листы и затем подвергаться термоформованию, или расплавленный полимер может непосредственно формоваться в изделия, например, с помощью технологий инжекционного или выдувного формования. Напротив, формование изделия из полимера, обрабатываемого без плавления (т.е. литого полимерного материала), сначала включает в себя образование полимера из полимеризуемой матрицы; данный полимер, который обычно существует в форме листа, может затем формоваться путем термоформования.

Обычно если полимер может обрабатываться в расплаве, затем это обеспечивает преимущества с точки зрения эффективности, стоимости и гибкости. Обычно дешевле получать изделие с помощью технологий обработки в расплаве, чем из полимерного материала, не обрабатываемого в расплаве. Можно легко получать изделия, имеющие разные характеристики и свойства, из одной партии полимера, применяя технологии обработки в расплаве. Например, марка полимера может быть изменена путем смешивания добавок, таких как красители и наполнители, с полимером и затем обработки полученной смеси в расплаве; альтернативно, добавки могут быть смешаны с расплавленным полимером. Другими словами, марка полимера может быть изменена без получения отдельной партии полимера. Напротив, чтобы получить изделия, имеющие разные характеристики и свойства, из полимерного материала, не обрабатываемого в расплаве, нужно получать отдельные партии полимерного материала, так как любые добавки включаются в полимеризующуюся смесь до образования полимерного материала. Обработка в расплаве легко представляет собой непрерывный способ, где одна партия полимера может применяться и модифицироваться, когда необходимо, образуя изделия, имеющие разные характеристики и свойства. Кроме того, формование изделий из полимерных материалов, не обрабатываемых в расплаве, обычно требует получения больших твердых листов материала и обращения с ними; тогда как технологии обработки в расплаве производят текучий полимерный материал, который может формоваться непосредственно, например, применяя технологии инжекционного формования.

Обычно полимеры, которые могут обрабатываться в расплаве, имеют меньшую молекулярную массу, чем не обрабатываемые в расплаве полимеры. Обрабатываемые в расплаве полимеры обычно имеют молекулярную массу меньше 200000 дальтон и могут быть получены с помощью технологий полимеризации в суспензии, эмульсии, растворе и форме. Хотя обрабатываемые в расплаве полимеры обычно предлагают преимущества в технологиях обработки по сравнению с не обрабатываемыми в расплаве полимерами, обычно обрабатываемые в расплаве полимеры и изделия, формованные из них, демонстрируют плохую устойчивость к химикатам, плохую погодную устойчивость и плохую устойчивость к образованию трещин по сравнению с не обрабатываемыми в расплаве полимерами с высокой молекулярной массой.

Поэтому желательно обеспечить полимерную композицию с улучшенной устойчивостью к химикатам, улучшенной погодной устойчивостью и улучшенной устойчивостью к образованию трещин под действием растворителя. Дополнительно или альтернативно, желательно обеспечить обрабатываемую в расплаве полимерную композицию, имеющую улучшенную устойчивость к химикатам, улучшенную погодную устойчивость и улучшенную устойчивость к образованию трещин под действием растворителя. Настоящее изобретение стремится обеспечить такие полимерные композиции.

Таким образом, согласно первому аспекту настоящее изобретение обеспечивает полимерную композицию, содержащую полимерную матрицу, полученную из одного или нескольких полимеризуемых мономеров, и включающую в себя содержащиеся в ней частицы, содержащие неорганический оксид и имеющие средневесовой размер частиц меньше или равный 400 нм, где упомянутая полимерная композиция может получаться путем полимеризации полимеризуемой смеси, содержащей упомянутые один или несколько мономеров полимерной матрицы в присутствии упомянутых частиц и диспергирующий агент, содержащий этиленненасыщенное соединение.

Такая полимерная композиция может называться полимерной композицией настоящего изобретения.

Неожиданно было обнаружено, что полимерная композиция, полученная полимеризацией одного или нескольких полимеризуемых мономеров в присутствии диспергирующего агента, содержащего этиленненасыщенное соединение, и частиц неорганического оксида, имеющих средний размер частиц меньше или равный 400 нм, обычно демонстрирует улучшенную химическую устойчивость по сравнению со сравнимой полимерной композицией, не включающей в себя частицы неорганического оксида и/или диспергирующий агент. Дополнительно или альтернативно, полимерная композиция настоящего изобретения обычно демонстрирует существенно отличающуюся реологию расплава, чем сравнимая композиция, не включающая в себя частицы неорганического оксида. В частности, сдвиговая вязкость (η) композиции настоящего изобретения обычно уменьшается быстрее, чем сдвиговая вязкость сравнимой композиции, не включающей в себя частицы неорганического оксида, при измерении в заданном диапазоне увеличения скорости сдвига и в идентичных условиях (т.е. идентично прилагаемом сдвиговом напряжении и идентичной температуре), в частности в диапазоне более высоких скоростей сдвига, применяемом в стандартных технологиях обработки в расплаве, например от 10² с^-1 до 10⁵ с^-1. Другими словами, композиция настоящего изобретения обычно демонстрирует увеличенную скорость разжижения при сдвиге по сравнению со сравнимой композицией, не включающей в себя частицы неорганического оксида. Кроме того, при прочих равных условиях полимерная композиция настоящего изобретения может демонстрировать меньший модуль вязкости (G") при конкретной скорости сдвига, в частности, в диапазоне более высоких скоростей сдвига, применяемом в стандартных технологиях обработки в расплаве, например от 10² с^-1 до 10⁵ с^-1, чем сравнимая композиция, не включающая в себя частицы неорганического оксида. Композиция настоящего изобретения может обрабатываться в расплаве легче или более эффективно, чем сравнимая композиция, не включающая в себя частицы неорганического оксида.

Указанный обнаруженный факт является довольно неожиданным, так как увеличенная химическая устойчивость полимерной композиции настоящего изобретения предполагает, что данная полимерная композиция имеет более высокую молекулярную массу, чем сравнимая композиция, не включающая в себя частицы неорганического оксида. Однако, так как сдвиговая вязкость полимера и модуль вязкости (G") обычно увеличиваются с молекулярной массой, можно было ожидать, что полимерная композиция настоящего изобретения будет демонстрировать уменьшенную скорость разжижения при сдвиге и более высокий модуль вязкости (G") при конкретной скорости сдвига, например, в диапазоне более высоких скоростей сдвига, применяемом в стандартных технологиях обработки в расплаве, чем сравнимая композиция, не включающая в себя частицы неорганического оксида. Однако для полимерных композиций настоящего изобретения наблюдается противоположный эффект. Полимерная композиция настоящего изобретения может не только демонстрировать улучшенную устойчивость к химикатам, но также она может легче и эффективнее обрабатываться с применением стандартных технологий обработки в расплаве.

Хотя это только теория, возможно, что присутствие частиц неорганического оксида и диспергирующего агента слабо взаимодействует с полимерными цепями полимерной матрицы, существенно увеличивая молекулярную массу полимерной матрицы в твердом состоянии. Однако, когда полимерная композиция нагревается и/или подвергается давлению, силы взаимодействия между полимерными цепями полимерной матрицы и частицами неорганического оксида могут разрываться, и молекулярная масса полимерной матрицы уменьшается.

Дополнительно и совершенно неожиданно, улучшенная химическая устойчивость полимерной композиции настоящего изобретения обычно сохраняется после того, как композиция обрабатывается в расплаве и затем затвердевает. Удобно, что полимерная композиция настоящего изобретения может не только обрабатываться в расплаве легче, чем сравнимая композиция, не включающая в себя частицы неорганического оксида, но также полученный затвердевший расплав полимерной композиции настоящего изобретения обычно обладает улучшенной химической устойчивостью. Удобно, что полимерная композиция настоящего изобретения предлагает те преимущества, что она может обрабатываться с применением технологий обработки в расплаве, давая изделия, имеющие улучшенную химическую устойчивость.

Кроме того, полимерная композиция настоящего изобретения обычно имеет такую же или улучшенную термическую стабильность, как сравнимая композиция, не включающая в себя частицы неорганического оксида и диспергирующий агент. Удобно, что полимерная композиция настоящего изобретения является подходящей для применения в умеренно- и высокотемпературных приложениях. Полимерная композиция настоящего изобретения также обычно демонстрирует улучшенную огнестойкость по сравнению со сравнимой композицией, не включающей в себя частицы неорганического оксида.

Подходящим образом, диспергирующий агент включает в себя этиленненасыщенное соединение, а именно соединение, которое включает в себя одну или несколько этиленненасыщенных связей, т.е. двойных углерод-углеродных связей. Подходящие диспергирующие агенты включают в себя стирол и его производные (например, α-метилстирол), винилацетат и его производные, винилгалогениды (например, винилбромид и винилхлорид) и их производные, винилиденгалогениды (например, винилиденхлорид) и их производные и сложные эфиры акриловой кислоты или сложный эфир алкакриловой кислоты. Предпочтительно диспергирующий агент содержит стирол и его производные, сложный эфир акриловой кислоты или сложный эфир алкакриловой кислоты. Наиболее предпочтительно диспергирующий агент содержит сложный эфир акриловой кислоты или сложный эфир алкакриловой кислоты.

Предпочтительно диспергирующий агент, определенный в настоящем описании, полностью смешивается с полимеризуемой смесью, содержащей один или несколько полимеризуемых мономеров.

Предпочтительно диспергирующий агент, определенный в настоящем описании, является гидрофобным, т.е. диспергирующий агент не включает в себя какие-либо свободные полярные функциональные группы, такие как гидроксильная или аминовая функциональная группа.

Подходящим образом, диспергирующий агент, содержащий сложный эфир акриловой кислоты или сложный эфир алкакриловой кислоты, может включать в себя одну или несколько (алк)акрилатных групп на молекулу. Применяемый в настоящем описании термин "(алк)акрилат" относится к соответствующему сложному эфиру, образованному из акриловой кислоты или алкакриловой кислоты.

Подходящие сложные эфиры акриловой кислоты или алкакриловой кислоты, которые включают в себя только одну (алк)акрилатную группу на молекулу, включают в себя низшие алкил(алк)акрилаты, низшие арил(алк)акрилаты и низшие арилалкиленил(алк)акрилаты. Применяемый в настоящем описании термин "низший алкил(алк)акрилат" относится к соответствующему алкиловому сложному эфиру акриловой кислоты или алкиловому сложному эфиру алкакриловой кислоты. Другими словами, термин "низший алкил(алк)акрилат" относится либо к низшему алкилакрилату, либо к низшему алкилалкакрилату. Аналогично, термин "низший арил(алк)акрилат" относится к соответствующему ариловому сложному эфиру акриловой кислоты или ариловому сложному эфиру алкакриловой кислоты, а термин "низший арилалкиленил(алк)акрилат" относится к соответствующему арилалкилениловому сложному эфиру акриловой кислоты или алкакриловой кислоты.

С помощью термина "низший алкил", применяемого в настоящем описании, авторы обозначают С₁-С₂₂-алкильные группы, и он включает в себя метил, этил, пропил, бутил, пентил, гексил, гептил, октил, нонил, децил, изодецил, ундецил, додецил, тридецил, тетрадецил, пентадецил, гексадецил, гептадецил, октадецил, нонадецил, эйкозил, бегенил и их изомеры, включая стереоизомеры, структурные изомеры и геометрические изомеры. Если не указано иное, низшие алкильные группы могут быть, когда присутствует достаточное число атомов углерода, линейными или разветвленными, ациклическими или частично циклическими/ациклическими, и быть замещенными или заканчивающимися одним или несколькими заместителями, выбранными из амино, гидроксила, алкоксила или галогена, и/или могут прерываться одним или несколькими атомами кислорода или азота.

Предпочтительно низший алкил(алк)акрилат содержит низший алкил(С₁-С₁₀-алк)акрилат. Примеры С₁-С₁₀-алкгрупп включают в себя метил, этил, пропил, бутил, пентил, гексил и их изомеры, включая стереоизомеры, структурные и геометрические изомеры. Предпочтительно С₁-С₁₀-алкгруппа представляет собой С₁-С₆-алкгруппу, более предпочтительно С₁-С₄-алкгруппу, как определено выше. Наиболее предпочтительно предпочтительной алкогруппой является метил.

Предпочтительные сложные эфиры акриловой кислоты или алкакриловой кислоты, содержащие одну (алк)акрилатную группу на молекулу, включают в себя низшие алкил(мет)акрилаты, низшие арил(мет)акрилаты и низшие арилалкиленил(мет)акрилаты.

Примеры подходящих низших алкил(мет)акрилатов включают в себя метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, пропил(мет)акрилат, изопропил(мет)акрилат, н-бутил(мет)акрилат, изобутил(мет)акрилат, трет-бутил(мет)акрилат, 2-этилгексил(мет)акрилат, октил(мет)акрилат, додецил(мет)акрилат, циклогексил(мет)акрилат, изоборнил(мет)акрилат, дициклопентенил(мет)акрилат, гидроксиэтил(мет)акрилат, хлорэтил(мет)акрилат, гидроксипропил(мет)акрилат, гидроксибутил(мет)акрилат, глицидил(мет)акрилат, диалкиламиноалкил(мет)акрилаты, такие как диметиламиноэтил(мет)акрилат, диэтиламиноэтил(мет)акрилат, диметиламинопропил(мет)акрилат, диэтиламинопропил(мет)акрилат и трет-бутиламиноэтил(мет)акрилат. Предпочтительно низший алкил(мет)акрилат представляет собой С₁-С₁₂-алкил(мет)акрилат, как определено выше, в особенности С₁-С₁₂-алкил(мет)акрилат, где алкильная группа состоит только из атомов водорода и углерода.

Под термином "низший арил", применяемым в настоящем описании, авторы понимают шести-десятичленные карбоциклические ароматические группы, такие как фенил и нафтил, которые необязательно замещены одним или несколькими заместителями, такими как галоген, гидроксил, алкокси и низший алкил, и которые необязательно включают в себя один или несколько гетероатомов, выбранных из азота, кислорода и серы, в ароматическом кольце.

Предпочтительно низший арил(алк)акрилат представляет собой С₆-С₁₀-арил(С₁-С₁₀-алк)акрилат. Предпочтительно С₁-С₁₀-алкгруппа низшего арил(алк)акрилата представляет собой определенную выше для низшего алкил(алк)акрилата, т.е. предпочтительные низшие арил(мет)акрилаты. Предпочтительные С₆-С₁₀-арильные группы включают в себя фенил и нафтил, особенно незамещенные фенильные и незамещенные нафтильные группы. Подходящим образом, высокопредпочтительный низший арил(алк)акрилат включает фенил(мет)акрилат.

Под термином "низший арилалкиленил", применяемым в настоящем описании, авторы понимают низшие арильные группы, определенные в настоящем описании, которые включают в себя низшие алкиленовые группы (например, (СН₂)_n, где n равно от 1 до 6). Предпочтительные низшие арилалкиленил(алк)акрилаты включают бензил(мет)акрилат.

Подходящие сложные эфиры акриловой кислоты или алкакриловой кислоты, которые содержат больше одной (алк)акрилатной группы на молекулу, включают в себя, по меньшей мере, две или больше полимеризуемых углерод-углеродных двойных связей на молекулу. Примеры таких сложных эфиров включают низшие алкилди(алк)акрилаты, низшие алкилтри(алк)акрилаты, низшие алкилтетра(алк)акрилаты и низшие алкилгекса(алк)акрилаты. Термины "низший алкил" и "алк" имеют одинаковые значения при применении в отношении низших алкил(алк)акрилатов, определенных в настоящем описании выше.

Примеры подходящих бифункциональных диспергирующих агентов включают в себя этиленгликольди(мет)акрилат, гександиолди(мет)акрилат, пропиленгликольди(мет)акрилат, бутандиолди(мет)акрилат, неопентилгликольди(мет)акрилат, дипропиленгликольди(мет)акрилат, триэтиленгликольди(мет)акрилат, дипропиленгликольди(мет)акрилат. Трифункциональные примеры включают в себя глицеринтри(мет)акрилат и пентаэритриттри(мет)акрилат. Тетрафункциональные примеры включают в себя пентаэритриттетра(мет)акрилат. Понятно, что могут быть применены смеси данных соединений. Предпочтительно, когда сложный эфир акриловой кислоты и алкакриловой кислоты содержит больше одной (алк)акрилатной группы на молекулу, данное соединение предпочтительно представляет собой низший алкилди(мет)акрилат, как определено в настоящем описании, такой как гександиолдиакрилат.

Понятно, что диспергирующий агент может содержать один или несколько сложных эфиров акриловой кислоты или сложных эфиров алкакриловой кислоты, определенных выше. Предпочтительно диспергирующий агент не содержит соединение, которое имеет больше одной (алк)акрилатной группы на молекулу.

Высокопредпочтительный диспергирующий агент содержит низший гидрокарбил(алк)акрилат, в особенности диспергирующий агент состоит только из одного или нескольких низших гидрокарбил(алк)акрилатов. Под термином "низший гидрокарбил", применяемым в настоящем описании, авторы понимают любую группу, которая включает в себя только атомы водорода и углерода. Термин "(алк)акрилат" имеет такое же значение, как определено в настоящем описании в отношении низших алкил(алк)акрилатов, и предпочтительно включает в себя (мет)акрилат. Таким образом, термин "низший гидрокарбил(алк)акрилат" охватывает низшие алкил(алк)акрилаты, низшие арил(алк)акрилаты и низшие арилалкиленил(алк)акрилаты, определенные в настоящем описании, при условии, что низшие алкильные, низшие арильные и низшие арилалкиленильные группы таких молекул соответственно содержат только атомы водорода и углерода. Другими словами, низшие алкильные группы, низшие арильные группы и низшие арилалкиленильные группы, определенные в настоящем описании, включают в себя только атомы углерода и водорода; они не являются замещенными или заканчивающимися одним или несколькими заместителями, такими как определенные в настоящем описании заместители, за исключением групп, содержащих только углерод и водород, и они не прерываются одним или несколькими гетероатомами, такими как атомы кислорода или азота.

Неожиданно было обнаружено, что если диспергирующий агент содержит низший гидрокарбил(алк)акрилат, то полимерная композиция настоящего изобретения может демонстрировать прекрасную устойчивость к химикатам. Дополнительно или альтернативно, когда диспергирующий агент содержит низший гидрокарбил(алк)акрилат, полимерная композиция может демонстрировать улучшенные оптические свойства, такие как улучшенное пропускание света, низкая матовость и пониженная желтизна пропущенного света, по сравнению со сравнимой композицией, где диспергирующий агент не включает в себя низший гидрокарбил(алк)акрилат, например гидроксиэтилметакрилат. Подходящим образом, такая полимерная композиция может применяться в приложениях освещения и глазировки. Специалистам в данной области техники будет понятно, что когда диспергирующий агент содержит низший гидрокарбил(алк)акрилат, предпочтительно когда диспергирующий агент состоит, по существу, из одного или нескольких низших гидрокарбил(алк)акрилатов, данный диспергирующий агент является, по существу, гидрофобным, так как он не включает в себя какие-либо свободные полярные заместители, такие как гидроксильные или аминогруппы.

Предпочтительные низшие гидрокарбил(алк)акрилаты включают в себя низшие гидрокарбил(мет)акрилаты. Предпочтительные низшие гидрокарбил(мет)акрилаты включают в себя метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, пропил(мет)акрилат, изопропил(мет)акрилат, н-бутил(мет)акрилат, изобутил(мет)акрилат, трет-бутил(мет)акрилат, 2-этилгексил(мет)акрилат, изоборнил(мет)акрилат, циклогексил(мет)акрилат, фенил(мет)акрилат и бензил(мет)акрилат. Предпочтительно низший гидрокарбил(мет)акрилат включает в себя низший алкил(мет)акрилат, определенный в настоящем описании выше, который включает в себя только атомы водорода и углерода, более предпочтительно С₁-С₁₂-алкил(мет)акрилат, даже более предпочтительно С₁-С₈-алкил(мет)акрилат и/или изоборнил(мет)акрилат. Наиболее предпочтительно низший гидрокарбил(мет)акрилат включает в себя бутил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, метил(мет)акрилат или изоборнил(мет)акрилат, в особенности бутилметакрилат или изоборнилакрилат, особенно изоборнилакрилат.

Предпочтительно диспергирующий агент присутствует в количестве больше или равном 0,2 мас.%, более предпочтительно больше или равном 0,5 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 1 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 1,5 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 2,0 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 2,5 мас.% в расчете на полную массу полимеризуемой смеси.

Предпочтительно диспергирующий агент присутствует в количестве меньше или равном 25 мас.%, более предпочтительно меньше или равном 20 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 15 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 10 мас.% в расчете на полную массу полимеризуемой смеси.

Подходящим образом, частицы неорганического оксида содержат, по меньшей мере, один оксид, выбранный из оксидов кремния, титана, цинка, циркония и алюминия. Предпочтительно частицы неорганического оксида содержат, по меньшей мере, один оксид, выбранный из оксидов кремния, цинка и алюминия. Наиболее предпочтительно частицы неорганического оксида включают в себя оксид кремния. Хотя может применяться комбинация неорганических оксидов, предпочтительно применяют один неорганический оксид. Наиболее предпочтительно частицы неорганического оксида состоят, по существу, из оксида кремния. Высокопредпочтительный оксид кремния содержит коллоидный оксид кремния.

Предпочтительно частицы неорганического оксида имеют средневесовой размер частиц меньше или равный 350 нм, более предпочтительно меньше или равный 300 нм, еще более предпочтительно меньше или равный 250 нм, еще более предпочтительно меньше или равный 200 нм, еще более предпочтительно меньше или равный 150 нм, наиболее предпочтительно меньше или равный 100 нм.

Предпочтительно частицы неорганического оксида имеют средневесовой размер частиц больше или равный 0,1 нм, более предпочтительно больше или равный 0,5 нм, более предпочтительно больше или равный 1 нм, более предпочтительно больше или равный 5 нм, наиболее предпочтительно больше или равный 10 нм.

Наиболее предпочтительно частицы неорганического оксида имеют средневесовой размер частиц от 1 до 80 нм, особенно от 10 до 50 нм (например, от 10 до 48 нм). Средневесовой размер частиц может быть определен с помощью стандартных технологий, таких как просвечивающая электронная микроскопия или спектроскопия корреляции фотонов, согласно ISO 13321: 1996(Е), применяя монохроматический Не-Ne-лазер с постоянной длиной волны 632 нм и дистиллированную и фильтрованную воду в качестве дисперсной среды. Во избежание неопределенности, под термином "средневесовой размер частиц", определенным в настоящем описании, авторы понимают объемный/массовый взвешенный арифметический средний диаметр D(4,3).

Предпочтительно распределение размера частиц неорганического оксида составляет от 1 до 100 нм. Под термином "распределение размера частиц" авторы понимают, что, по меньшей мере, 80 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, 85 мас.% частиц неорганического оксида имеют размер от 1 до 100 нм.

Предпочтительно частицы неорганического оксида присутствуют в количестве больше или равном 0,1 мас.%, более предпочтительно больше или равном 0,2 мас.%, более предпочтительно больше или равном 0,3 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 0,5 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 0,75 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 1 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 1,2 мас.% в расчете на полную массу полимеризуемой смеси.

Предпочтительно частицы неорганического оксида присутствуют в количестве меньше 10 мас.%, более предпочтительно меньше или равном 8 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 7 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 6 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 5 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 4 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 3 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 2,5 мас.% в расчете на полную массу полимеризуемой смеси.

Специалистам в данной области техники будет понятно, что количество диспергирующего агента и частиц неорганического оксида, присутствующее в полимеризуемой смеси, зависит от количества одного или нескольких полимеризуемых мономеров в полимеризуемой смеси и конечной полимерной матрице. Например, может быть получена маточная смесь полимеризуемой смеси, которая содержит относительно высокую долю диспергирующего агента и частиц неорганического оксида, например 25 мас.% диспергирующего агента и 10 мас.% частиц неорганического оксида с балансом полимеризуемой смеси, состоящим, по существу, из одного или нескольких полимеризуемых мономеров в полимерной матрице. Удобно, что маточная смесь может быть разбавлена путем добавления дополнительных количеств одного или нескольких полимеризуемых мономеров полимерной матрицы до полимеризации данной полимеризуемой смеси, образуя полимерную композицию, имеющую меньшее количество диспергирующего агента и неорганического оксида, чем исходная маточная смесь. Альтернативно, меньшие количества диспергирующего агента (например, меньше 10 мас.%) и частиц неорганического оксида (например, 3 мас.%) могут быть добавлены к одному или нескольким полимеризуемым мономерам, которые образуют полимерную матрицу, и полученная полимеризуемая матрица полимеризуется без какого-либо дополнительного разбавления.

Таким образом, диспергирующий агент предпочтительно присутствует в количестве больше или равном 0,2 мас.%, более предпочтительно больше или равном 0,5 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 1 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 1,5 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 2 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 2,5 мас.% в расчете на полную массу полимерной композиции.

Предпочтительно диспергирующий агент присутствует в количестве меньше или равном 25 мас.%, более предпочтительно меньше или равном 20 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 15 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 10 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 9 мас.% в расчете на полную массу полимерной композиции.

Предпочтительно частицы неорганического оксида присутствуют в количестве больше или равном 0,1 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 0,2 мас.%, более предпочтительно больше или равном 0,3 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 0,5 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 0,75 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 1 мас.%, еще более предпочтительно больше или равном 1,2 мас.% в расчете на полную массу полимерной композиции.

Предпочтительно частицы неорганического оксида присутствуют в количестве меньше или равном 8 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 7 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 6 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 5 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 4 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 3 мас.%, еще более предпочтительно меньше или равном 2,5 мас.% в расчете на полную массу полимерной композиции.

Неожиданно, введение частиц неорганического оксида значительно улучшает химическую устойчивость полимерной композиции настоящего изобретения по сравнению со сравнимой композицией, не содержащей частицы неорганического оксида. Однако оказывается, что, если количество частиц неорганического оксида превышает максимальную пороговую величину, химическая устойчивость полимерной композиции может падать.

Под терминами "улучшенная устойчивость к химикатам", "улучшенная химическая устойчивость", "увеличенная химическая устойчивость", применяемыми в настоящем описании, авторы подразумевают, что полимерная композиция настоящего изобретения требует более длительного времени для разрушения, чем сравнимая композиция, не включающая в себя частицы неорганического оксида, при воздействии постоянной растягивающей нагрузки в присутствии стирольного растворителя при 23°С. Такой тест обычно называется "определение устойчивости к образованию трещин под действием окружающей среды (ОСТ)" и может выполняться согласно ISO 22088-2:2006(Е) (первая редакция), применяя способ С и тестируемый образец 1ВА типа ISO 527-2, как там описано. Обычно к образцам применяют серию прилагаемых напряжений от 1 МПа до 10 МПа.

Обычно время, требуемое для разрушения тестируемого образца типа 1ВА полимерной композиции настоящего изобретения при измерении согласно ISO 22088-2:2006(Е) при 23°С в стирольном растворителе с приложением нагрузки 7,5 МПа, на, по меньшей мере, 10% больше, предпочтительно на, по меньшей мере, 20% больше, более предпочтительно на, по меньшей мере, 30% больше, наиболее предпочтительно на, по меньшей мере, 50% больше, чем время, требуемое для разрушения тестируемого образца типа 1ВА сравнимой полимерной композиции, не включающей в себя частицы неорганического оксида и/или диспергирующий агент (т.е. полимерная матрица), при измерении в идентичных условиях.

Дополнительно, введение частиц неорганического оксида в полимерную композицию настоящего изобретения обычно дает полимерную композицию, которая демонстрирует увеличенную скорость разжижения при сдвиге по сравнению со сравнимой композицией, не включающей в себя частицы неорганического оксида. В частности, данная полимерная композиция обычно демонстрирует более низкий модуль вязкости (G") при заданной скорости сдвига, в частности в диапазоне более высоких скоростей сдвига, применяемом в стандартных технологиях обработки в расплаве, например от 10² с^-1 до 10⁵ с^-1, чем сравнимая композиция, не включающая в себя частицы неорганического оксида и/или диспергирующий агент. Удобно, что полимерная композиция настоящего изобретения может обрабатываться в расплаве легче и эффективнее, чем сравнимая композиция, не включающая в себя частицы неорганического оксида и/или диспергирующий агент. Таким образом, когда полимерная матрица полимерной композиции настоящего изобретения содержит обрабатываемый в расплаве полимер, обычно полимерная композиция настоящего изобретения может обрабатываться в расплаве легче и быстрее, чем сама полимерная матрица, тем самым снижая затраты и улучшая эффективность способа обработки в расплаве. Кроме того, когда полимерная матрица полимерной композиции настоящего изобретения сама является не обрабатываемым в расплаве полимером, комбинация такого полимера с частицами неорганического оксида и диспергирующим агентом в композиции настоящего изобретения может позволить такому ранее не обрабатываемому в расплаве полимеру обрабатываться с помощью технологий обработки в расплаве. Таким образом, полимерная композиция настоящего изобретения предоставляет существенные преимущества с точки зрения обработки полимеров и улучшенной устойчивости к химикатам (т.е. улучшенной устойчивости к образованию трещин под действием окружающей среды).

Частицы неорганического оксида предпочтительно добавляют к полимеризуемым мономерам, которые применяют для получения полимерной матрицы, в виде дисперсии в диспергирующем аге