包含聚有機(jī)硅氧烷嵌段和聚烯烴嵌段的嵌段共聚物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚有機(jī)硅氧烷嵌段共聚物材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002] 在一個(gè)實(shí)施例中，描述了一種具有以下通式結(jié)構(gòu)的嵌段共聚物：
[0003] A[-L-B]n
[0004] 其中n為至少1，
[0005] A為聚有機(jī)硅氧烷嵌段，
[0006] B為聚烯烴嵌段，并且
[0007] L為共價(jià)鍵或二價(jià)連接基團(tuán)，所述二價(jià)連接基團(tuán)包括胺或醇與酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0008] 在一些實(shí)施例中，所述聚烯烴嵌段具有至少110°C的熔點(diǎn)。所述聚烯烴嵌段可包括 聚丙烯均聚物或共聚物。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 本發(fā)明當(dāng)前描述了適于用作低粘附力背膠（"LAB"）涂層的嵌段共聚物。嵌段共聚 物包含至少一種聚有機(jī)硅氧烷嵌段和至少一種聚烯烴嵌段。聚烯烴嵌段為具有至少ll〇°C 的熔點(diǎn)的半結(jié)晶。
[0010] 嵌段共聚物通常具有以下結(jié)構(gòu)：
[0011] A[-L-B]n
[0012] 其中A為聚有機(jī)硅氧烷嵌段，并且B為聚烯烴嵌段。L為共價(jià)鍵或二價(jià)連接基團(tuán)。 在一些有利的實(shí)施例中，L為胺或羥基與酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0013] 在一些實(shí)施例中，n為1，并且嵌段共聚物可表征為具有線性二嵌段（A-B)結(jié)構(gòu)。 在其它實(shí)施例中，n為2,并且嵌段共聚物可表征為具有線性三嵌段（B-A-B)結(jié)構(gòu)，其中B為 聚烯烴末端嵌段，并且A為聚有機(jī)硅氧烷中間嵌段。在其它實(shí)施例中，n為3或更大，并且 嵌段共聚物可表征為接枝的嵌段共聚物。接枝的嵌段共聚物通常包含聚有機(jī)硅氧烷主鏈A 和聚烯烴側(cè)鏈。接枝的共聚物還可任選地包含一種或多種聚烯烴末端嵌段。
[0014] 聚烯烴嵌段優(yōu)選地包括具有至少110°C、115°C或120°C熔點(diǎn)的半結(jié)晶聚烯烴均聚 物或共聚物。簡單地說，聚乙烯并且特別是聚丙烯聚合物由于其具有相對高水平的結(jié)晶度 而具有相對高熔點(diǎn)是優(yōu)選的。聚烯烴的熔融發(fā)生在一定范圍內(nèi)。因此，通過找到如根據(jù)差 示掃描量熱法測量的最高溫度來確定熔點(diǎn)。
[0015] 中密度和高密度聚乙烯具有在120°C至130°C (248 °F至266 °F )范圍內(nèi)的熔點(diǎn)。 在一些實(shí)施例中，聚烯烴嵌段具有如可由間同立構(gòu)聚丙烯（具有30%的結(jié)晶度）提供的 至少120°C的熔點(diǎn)，和130°C的熔點(diǎn)。主要為全同立構(gòu)的聚丙烯通常具有范圍為160°C至 166°C (320 °F至331 °F)的熔點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，聚烯烴嵌段具有至少130°C、135°C、 140°〇、145°〇、1501：、1551：或1601：的熔點(diǎn)。具有此類熔點(diǎn)的聚丙烯可包含間同立構(gòu)重 復(fù)單元和全同立構(gòu)重復(fù)單元的組合。在其它實(shí)施例中，聚烯烴嵌段具有如可通過具有 171°C (340 °F )熔點(diǎn)的100%全同立構(gòu)聚丙烯提供的至少165°C或170°C的熔點(diǎn)。
[0016] 在其它實(shí)施例中，聚烯烴嵌段為聚乙烯和聚丙烯共聚物的共聚物。例如，聚乙烯和 主要地全同立構(gòu)聚丙烯的無規(guī)共聚物具有介于聚乙烯均聚物和全同立構(gòu)聚丙烯的熔點(diǎn)之 間的熔點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，聚烯烴共聚物包含衍生自乙烯和/或丙烯以及一種或多種其 它飽和或不飽和C 4-C12烯烴共聚單體的重復(fù)單元。當(dāng)共聚單體為飽和的時(shí)，結(jié)晶的聚烯烴 嵌段可表征為聚亞烷基共聚物。當(dāng)共聚單體為不飽和的時(shí)，聚合物可表征為聚烯烴共聚物。
[0017] 除非另外指明，否則"分子量"在本申請通篇是指數(shù)均分子量。聚有機(jī)硅氧烷嵌段 的分子量通常為至少500g/mol、600g/mol、700g/mol或800g/mol。聚有機(jī)硅氧烷嵌段的分 子量通常不大于150, 000g/mol或100, 000g/mol。在一些實(shí)施例中，聚有機(jī)硅氧烷嵌段的分 子量為至少900g/mol或1000g/mol，并且范圍可為至多5,000g/mol。在其它實(shí)施例中，聚 有機(jī)硅氧烷嵌段的分子量為至少2000g/mol或3000g/mol或4000g/mol或5000g/mol，并 且范圍可為至多25, 000g/m〇l。在其它實(shí)施例中，聚有機(jī)硅氧烷嵌段的分子量（Mn)為至少 10, 000g/mol 或 15, 000g/mol 或 20, 000g/mol 或 25, 000g/mol。
[0018] 聚烯烴嵌段（例如聚丙烯）的分子量也通常為至少500g/mol、600g/mol、700g/ mol或800g/mol。在一些實(shí)施例中，聚稀徑嵌段（例如聚丙?。┑姆肿恿繛橹辽?500g/mol 或2000g/mol。在一些實(shí)施例中，聚烯烴嵌段（例如聚丙烯）的分子量為至少3000g/mol、 4000g/mol或5000g/mol。在一些實(shí)施例中，聚烯烴嵌段（例如聚丙烯）的分子量不大于 50, 000g/mol、40, 000g/mol、30, 000g/mol 或 20, 000g/mol。當(dāng)聚烯烴嵌段為聚丙烯均聚物 時(shí)，重復(fù)單元的數(shù)目為約24以獲得約l，000g/mol的分子量。然而，當(dāng)聚烯烴嵌段為聚丙烯 共聚物并且共聚單體具有多于3個(gè)碳原子時(shí)，重復(fù)單元的數(shù)目可為更低。聚烯烴嵌段一般 為包含至少5、6、7、8、9或10個(gè)總重復(fù)單元的均聚物或共聚物。
[0019] 嵌段共聚物的分子量一般等于嵌段的分子量之和。一般來講，聚有機(jī)硅氧烷和聚 烯烴材料經(jīng)選擇使得嵌段共聚物具有至少1，〇〇〇g/mol ;1，500g/mol ;或2, 000g/mol且不大 于250, 000g/mol的分子量。在一些實(shí)施例中，嵌段共聚物的分子量不大于200, 000g/mol、 150, 000g/mol 或 100, 000g/mol〇
[0020] 當(dāng)嵌段共聚物為二嵌段（并且兩個(gè)嵌段均具有相同的分子量）時(shí)，嵌段共聚物通 常包含約50重量％的聚有機(jī)硅氧烷。在一些實(shí)施例中，嵌段共聚物包含小于50重量％的 聚有機(jī)硅氧烷。例如，當(dāng)嵌段共聚物為三嵌段（并且兩個(gè)嵌段均具有相同的分子量）時(shí)，嵌 段共聚物通常包含約33重量％的聚有機(jī)硅氧烷。在另一個(gè)實(shí)施例中，接枝共聚物可包含聚 有機(jī)硅氧烷主鏈和一種或多種聚烯烴接枝，其中一種或多種聚烯烴接枝的分子量是聚有機(jī) 硅氧烷分子量的2、3、4、5或6倍。聚有機(jī)硅氧烷的最小量通常為嵌段共聚物的總重量的至 少15重量％。對于熱密封而言，具有至少45或50或55重量％聚烯烴的嵌段共聚物是有 利的。高濃度的聚烯烴還可易于降低嵌段共聚物的成本。
[0021] 在其它實(shí)施例中，嵌段共聚物包含大于50重量％的聚有機(jī)硅氧烷。這可在聚有機(jī) 硅氧烷嵌段具有比聚烯烴嵌段顯著更高的分子量時(shí)實(shí)現(xiàn)。聚有機(jī)硅氧烷的最大量通常為嵌 段共聚物的總重量的至少75重量％。具有更高濃度的聚有機(jī)硅氧烷的嵌段共聚物可提供 更好的剝離性能。
[0022] 在一些實(shí)施例中，嵌段共聚物可通過使胺或羥基官能化的聚有機(jī)硅氧烷與酸酐官 能化的聚烯烴嵌段反應(yīng)來制備。換句話講，聚有機(jī)硅氧烷嵌段和聚烯烴嵌段通過胺或羥基 基團(tuán)與酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物來連接。
[0023] 胺官能化的聚有機(jī)硅氧烷可通過多種方法來制備。合成此類材料的方法描述于美 國專利5, 214, 119和美國專利6, 355, 759中。
[0024] 各種胺官能化的聚有機(jī)硅氧烷材料商業(yè)上來自賓夕法尼亞州莫里斯維爾的蓋勒 斯特公司（Gelest Inc.，Morrisville PA);德國慕尼黑的瓦克化學(xué)股份有限公司（Wacker Chemie AG, Munich Germany);和密歇根州伯頓的杰納西聚合物公司（Genesse Polymer Corporation, Burton, MI)。羥基官能化的聚有機(jī)硅氧烷（例如二醇）材料也可從蓋勒斯特 公司（Gelest Inc.)商購獲得。
[0025] 胺官能化的聚有機(jī)硅氧烷的胺基團(tuán)為伯胺基團(tuán)、仲胺基團(tuán)、或它們的組合。
[0026] 酸酐官能化的聚烯烴可通過馬來酸酐與聚烯烴的自由基反應(yīng)來制備。
[0027] 酸酐官能化的聚丙烯聚合物可以商品名"PP-X-10081"、"PP-X-10082"、 "PP-X-10065"和"PP-X-10053"從俄克拉何馬州桑德斯普林斯的貝克休斯公司，聚合物部門 (Baker Hughes, Polymer Division, Send Springs, Oklahoma)商購獲得。
[0028] 聚烯烴的酸酐官能團(tuán)通常為琥珀酸酐或其衍生物。
[0029] 琥珀酸酐官能化的聚烯烴可由下式表示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種嵌段共聚物，其具有w下通式結(jié)構(gòu)： A[-L-B]" 其中n為至少1， A為聚有機(jī)硅氧烷嵌段， B為聚締姪嵌段，并且 L為共價(jià)鍵或二價(jià)連接基團(tuán)，所述二價(jià)連接基團(tuán)包括胺或醇與酸酢的反應(yīng)產(chǎn)物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌段共聚物，其中所述聚締姪嵌段具有至少110°C的烙點(diǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的嵌段共聚物，其中所述聚締姪嵌段包括聚丙締均聚物或共 聚物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的嵌段共聚物，其中所述聚丙締共聚物包含衍生自飽和亞烷基 和不飽和締姪的重復(fù)單元，所述重復(fù)單元具有4至12個(gè)碳原子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的嵌段共聚物，其中所述嵌段共聚物包含至少40重量％的聚 締姪。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的嵌段共聚物，其中所述嵌段共聚物具有小于0. 30的摩擦系 數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的嵌段共聚物，其中所述嵌段共聚物包含至少40重量％的聚 有機(jī)硅氧烷。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的嵌段共聚物，其中所述嵌段共聚物適于用作防粘涂層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的嵌段共聚物，其中所述嵌段共聚物為具有下式的二嵌段共 聚物：
其中R2為氨、C1-C6烷基或膳；n大于1， R3為胺或哲基官能團(tuán)與酸酢官能團(tuán)的反應(yīng)產(chǎn)物； P為至少5 ; 對于每個(gè)P，R5獨(dú)立地為氨或甲基； R4為C1-C8亞烷基或締姪；并且 0為零或大于1。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的嵌段共聚物，其中所述嵌段共聚物為具有下式的二嵌段 共聚物：
其中R2為氨、C1-C6烷基或膳；n大于1， m為至少1， R3為胺或哲基官能團(tuán)與酸酢官能團(tuán)的反應(yīng)產(chǎn)物； P為至少5 ; 對于每個(gè)m，R5獨(dú)立地為氨或甲基； R4為C1-C8亞烷基或締姪；并且 0為零或大于1。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的嵌段共聚物，其中所述嵌段共聚物為具有下式的=嵌段 共聚物：
其中R2為氨、C1-C6烷基或膳；n大于1， R3為胺或哲基官能團(tuán)與酸酢官能團(tuán)的反應(yīng)產(chǎn)物； P為至少5 ; 對于每個(gè)m，R5獨(dú)立地為氨或甲基； R4為C1-C8亞烷基或締姪；并且 0為零或大于1。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的嵌段共聚物，其中所述嵌段共聚物為具有下式的接枝的 共聚物：
其中R2為氨、C1-C6烷基或膳；n大于1， m為至少1， R3為胺或哲基官能團(tuán)與酸酢官能團(tuán)的反應(yīng)產(chǎn)物； P為至少5 ; 對于每個(gè)m，R5獨(dú)立地為氨或甲基； R4為C1-C8亞烷基或締姪；并且 0為零或大于1。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9、11或12所述的嵌段共聚物，其中R3獨(dú)立地具有W下結(jié)構(gòu)之一：
14. 根據(jù)權(quán)利要求9-13所述的嵌段共聚物，其中o為零。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9-13所述的嵌段共聚物，其中0為至少1，并且R4為C1-C8亞烷基。
【專利摘要】本發(fā)明當(dāng)前描述了適于用作低粘附力背膠(“LAB”)涂層的嵌段共聚物。所述嵌段共聚物包含至少一種聚有機(jī)硅氧烷嵌段和至少一種聚烯烴嵌段。所述聚烯烴嵌段為具有至少110℃的熔點(diǎn)的半結(jié)晶。所述嵌段共聚物通常具有以下結(jié)構(gòu)：A[-L-B]n，其中A為聚有機(jī)硅氧烷嵌段，并且B為聚烯烴嵌段。L為共價(jià)鍵或二價(jià)連接基團(tuán)。在一些實(shí)施例中，L為胺或羥基與酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物。
【IPC分類】C08G77-452, C08G77-442
【公開號(hào)】CN104797634
【申請?zhí)枴緾N201380060754
【發(fā)明人】楊宇, S·K·桑吉, S·S·伊耶, 盧永上
【申請人】3M創(chuàng)新有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2013年11月19日
【公告號(hào)】EP2922895A1, US20150247007, WO2014081682A1