包含聚有机硅氧烷嵌段和聚烯烃嵌段的嵌段共聚物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及聚有机硅氧烷嵌段共聚物材料。
【发明内容】
[0002] 在一个实施例中，描述了一种具有以下通式结构的嵌段共聚物：
[0003] A[-L-B]n
[0004] 其中n为至少1，
[0005] A为聚有机硅氧烷嵌段，
[0006] B为聚烯烃嵌段，并且
[0007] L为共价键或二价连接基团，所述二价连接基团包括胺或醇与酸酐的反应产物。
[0008] 在一些实施例中，所述聚烯烃嵌段具有至少110°C的熔点。所述聚烯烃嵌段可包括 聚丙烯均聚物或共聚物。
【具体实施方式】
[0009] 本发明当前描述了适于用作低粘附力背胶（"LAB"）涂层的嵌段共聚物。嵌段共聚 物包含至少一种聚有机硅氧烷嵌段和至少一种聚烯烃嵌段。聚烯烃嵌段为具有至少ll〇°C 的熔点的半结晶。
[0010] 嵌段共聚物通常具有以下结构：
[0011] A[-L-B]n
[0012] 其中A为聚有机硅氧烷嵌段，并且B为聚烯烃嵌段。L为共价键或二价连接基团。 在一些有利的实施例中，L为胺或羟基与酸酐的反应产物。
[0013] 在一些实施例中，n为1，并且嵌段共聚物可表征为具有线性二嵌段（A-B)结构。 在其它实施例中，n为2,并且嵌段共聚物可表征为具有线性三嵌段（B-A-B)结构，其中B为 聚烯烃末端嵌段，并且A为聚有机硅氧烷中间嵌段。在其它实施例中，n为3或更大，并且 嵌段共聚物可表征为接枝的嵌段共聚物。接枝的嵌段共聚物通常包含聚有机硅氧烷主链A 和聚烯烃侧链。接枝的共聚物还可任选地包含一种或多种聚烯烃末端嵌段。
[0014] 聚烯烃嵌段优选地包括具有至少110°C、115°C或120°C熔点的半结晶聚烯烃均聚 物或共聚物。简单地说，聚乙烯并且特别是聚丙烯聚合物由于其具有相对高水平的结晶度 而具有相对高熔点是优选的。聚烯烃的熔融发生在一定范围内。因此，通过找到如根据差 示扫描量热法测量的最高温度来确定熔点。
[0015] 中密度和高密度聚乙烯具有在120°C至130°C (248 °F至266 °F )范围内的熔点。 在一些实施例中，聚烯烃嵌段具有如可由间同立构聚丙烯（具有30%的结晶度）提供的 至少120°C的熔点，和130°C的熔点。主要为全同立构的聚丙烯通常具有范围为160°C至 166°C (320 °F至331 °F)的熔点。在一些实施例中，聚烯烃嵌段具有至少130°C、135°C、 140°〇、145°〇、1501：、1551：或1601：的熔点。具有此类熔点的聚丙烯可包含间同立构重 复单元和全同立构重复单元的组合。在其它实施例中，聚烯烃嵌段具有如可通过具有 171°C (340 °F )熔点的100%全同立构聚丙烯提供的至少165°C或170°C的熔点。
[0016] 在其它实施例中，聚烯烃嵌段为聚乙烯和聚丙烯共聚物的共聚物。例如，聚乙烯和 主要地全同立构聚丙烯的无规共聚物具有介于聚乙烯均聚物和全同立构聚丙烯的熔点之 间的熔点。在一些实施例中，聚烯烃共聚物包含衍生自乙烯和/或丙烯以及一种或多种其 它饱和或不饱和C 4-C12烯烃共聚单体的重复单元。当共聚单体为饱和的时，结晶的聚烯烃 嵌段可表征为聚亚烷基共聚物。当共聚单体为不饱和的时，聚合物可表征为聚烯烃共聚物。
[0017] 除非另外指明，否则"分子量"在本申请通篇是指数均分子量。聚有机硅氧烷嵌段 的分子量通常为至少500g/mol、600g/mol、700g/mol或800g/mol。聚有机硅氧烷嵌段的分 子量通常不大于150, 000g/mol或100, 000g/mol。在一些实施例中，聚有机硅氧烷嵌段的分 子量为至少900g/mol或1000g/mol，并且范围可为至多5,000g/mol。在其它实施例中，聚 有机硅氧烷嵌段的分子量为至少2000g/mol或3000g/mol或4000g/mol或5000g/mol，并 且范围可为至多25, 000g/m〇l。在其它实施例中，聚有机硅氧烷嵌段的分子量（Mn)为至少 10, 000g/mol 或 15, 000g/mol 或 20, 000g/mol 或 25, 000g/mol。
[0018] 聚烯烃嵌段（例如聚丙烯）的分子量也通常为至少500g/mol、600g/mol、700g/ mol或800g/mol。在一些实施例中，聚稀径嵌段（例如聚丙稀）的分子量为至少1500g/mol 或2000g/mol。在一些实施例中，聚烯烃嵌段（例如聚丙烯）的分子量为至少3000g/mol、 4000g/mol或5000g/mol。在一些实施例中，聚烯烃嵌段（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。当聚烯烃嵌段为聚丙烯均聚物 时，重复单元的数目为约24以获得约l，000g/mol的分子量。然而，当聚烯烃嵌段为聚丙烯 共聚物并且共聚单体具有多于3个碳原子时，重复单元的数目可为更低。聚烯烃嵌段一般 为包含至少5、6、7、8、9或10个总重复单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。一般来讲，聚有机硅氧烷和聚 烯烃材料经选择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。在一些实施例中，嵌段共聚物的分子量不大于200, 000g/mol、 150, 000g/mol 或 100, 000g/mol〇
[0020] 当嵌段共聚物为二嵌段（并且两个嵌段均具有相同的分子量）时，嵌段共聚物通 常包含约50重量％的聚有机硅氧烷。在一些实施例中，嵌段共聚物包含小于50重量％的 聚有机硅氧烷。例如，当嵌段共聚物为三嵌段（并且两个嵌段均具有相同的分子量）时，嵌 段共聚物通常包含约33重量％的聚有机硅氧烷。在另一个实施例中，接枝共聚物可包含聚 有机硅氧烷主链和一种或多种聚烯烃接枝，其中一种或多种聚烯烃接枝的分子量是聚有机 硅氧烷分子量的2、3、4、5或6倍。聚有机硅氧烷的最小量通常为嵌段共聚物的总重量的至 少15重量％。对于热密封而言，具有至少45或50或55重量％聚烯烃的嵌段共聚物是有 利的。高浓度的聚烯烃还可易于降低嵌段共聚物的成本。
[0021] 在其它实施例中，嵌段共聚物包含大于50重量％的聚有机硅氧烷。这可在聚有机 硅氧烷嵌段具有比聚烯烃嵌段显著更高的分子量时实现。聚有机硅氧烷的最大量通常为嵌 段共聚物的总重量的至少75重量％。具有更高浓度的聚有机硅氧烷的嵌段共聚物可提供 更好的剥离性能。
[0022] 在一些实施例中，嵌段共聚物可通过使胺或羟基官能化的聚有机硅氧烷与酸酐官 能化的聚烯烃嵌段反应来制备。换句话讲，聚有机硅氧烷嵌段和聚烯烃嵌段通过胺或羟基 基团与酸酐的反应产物来连接。
[0023] 胺官能化的聚有机硅氧烷可通过多种方法来制备。合成此类材料的方法描述于美 国专利5, 214, 119和美国专利6, 355, 759中。
[0024] 各种胺官能化的聚有机硅氧烷材料商业上来自宾夕法尼亚州莫里斯维尔的盖勒 斯特公司（Gelest Inc.，Morrisville PA);德国慕尼黑的瓦克化学股份有限公司（Wacker Chemie AG, Munich Germany);和密歇根州伯顿的杰纳西聚合物公司（Genesse Polymer Corporation, Burton, MI)。羟基官能化的聚有机硅氧烷（例如二醇）材料也可从盖勒斯特 公司（Gelest Inc.)商购获得。
[0025] 胺官能化的聚有机硅氧烷的胺基团为伯胺基团、仲胺基团、或它们的组合。
[0026] 酸酐官能化的聚烯烃可通过马来酸酐与聚烯烃的自由基反应来制备。
[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"从俄克拉何马州桑德斯普林斯的贝克休斯公司，聚合物部门 (Baker Hughes, Polymer Division, Send Springs, Oklahoma)商购获得。
[0028] 聚烯烃的酸酐官能团通常为琥珀酸酐或其衍生物。
[0029] 琥珀酸酐官能化的聚烯烃可由下式表示：
【主权项】
1. 一种嵌段共聚物，其具有w下通式结构： A[-L-B]" 其中n为至少1， A为聚有机硅氧烷嵌段， B为聚締姪嵌段，并且 L为共价键或二价连接基团，所述二价连接基团包括胺或醇与酸酢的反应产物。
2. 根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其中所述聚締姪嵌段具有至少110°C的烙点。
3. 根据权利要求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. 根据权利要求3所述的嵌段共聚物，其中所述聚丙締共聚物包含衍生自饱和亚烷基 和不饱和締姪的重复单元，所述重复单元具有4至12个碳原子。
5.根据权利要求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.根据权利要求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 数。
7. 根据权利要求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 有机硅氧烷。
8. 根据权利要求7所述的嵌段共聚物，其中所述嵌段共聚物适于用作防粘涂层。
9. 根据权利要求1-8所述的嵌段共聚物，其中所述嵌段共聚物为具有下式的二嵌段共 聚物：
其中R2为氨、C1-C6烷基或膳；n大于1， R3为胺或哲基官能团与酸酢官能团的反应产物； P为至少5 ; 对于每个P，R5独立地为氨或甲基； R4为C1-C8亚烷基或締姪；并且 0为零或大于1。
10. 根据权利要求1-8所述的嵌段共聚物，其中所述嵌段共聚物为具有下式的二嵌段 共聚物：
其中R2为氨、C1-C6烷基或膳；n大于1， m为至少1， R3为胺或哲基官能团与酸酢官能团的反应产物； P为至少5 ; 对于每个m，R5独立地为氨或甲基； R4为C1-C8亚烷基或締姪；并且 0为零或大于1。
11. 根据权利要求1-8所述的嵌段共聚物，其中所述嵌段共聚物为具有下式的=嵌段 共聚物：
其中R2为氨、C1-C6烷基或膳；n大于1， R3为胺或哲基官能团与酸酢官能团的反应产物； P为至少5 ; 对于每个m，R5独立地为氨或甲基； R4为C1-C8亚烷基或締姪；并且 0为零或大于1。
12. 根据权利要求1-8所述的嵌段共聚物，其中所述嵌段共聚物为具有下式的接枝的 共聚物：
其中R2为氨、C1-C6烷基或膳；n大于1， m为至少1， R3为胺或哲基官能团与酸酢官能团的反应产物； P为至少5 ; 对于每个m，R5独立地为氨或甲基； R4为C1-C8亚烷基或締姪；并且 0为零或大于1。
13. 根据权利要求9、11或12所述的嵌段共聚物，其中R3独立地具有W下结构之一：
14. 根据权利要求9-13所述的嵌段共聚物，其中o为零。
15. 根据权利要求9-13所述的嵌段共聚物，其中0为至少1，并且R4为C1-C8亚烷基。
【专利摘要】本发明当前描述了适于用作低粘附力背胶(“LAB”)涂层的嵌段共聚物。所述嵌段共聚物包含至少一种聚有机硅氧烷嵌段和至少一种聚烯烃嵌段。所述聚烯烃嵌段为具有至少110℃的熔点的半结晶。所述嵌段共聚物通常具有以下结构：A[-L-B]n，其中A为聚有机硅氧烷嵌段，并且B为聚烯烃嵌段。L为共价键或二价连接基团。在一些实施例中，L为胺或羟基与酸酐的反应产物。
【IPC分类】C08G77-452, C08G77-442
【公开号】CN104797634
【申请号】CN201380060754
【发明人】杨宇, S·K·桑吉, S·S·伊耶, 卢永上
【申请人】3M创新有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2013年11月19日
【公告号】EP2922895A1, US20150247007, WO2014081682A1