热塑性聚合物组合物、片或膜、以及多层膜的制作方法_2

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合物单元或异丁烯单 元作为主体,优选以共轭二烯化合物单元作为主体。此处提及的"以…作为主体"是指基于 聚合物嵌段(B)的合计质量包含50质量%以上的共轭二烯化合物单元或异丁烯单元。该 聚合物嵌段(B)中的共轭二烯化合物单元或异丁烯单元的含量基于聚合物嵌段(B)的合计 质量更优选为70质量%以上、进一步优选为90质量%以上、特别优选为95质量%以上。
[0044] 作为形成该共轭二烯化合物单元的共轭二烯化合物,可列举出例如选自丁二烯、 异戊二烯、2, 3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯等中的至少1种。其中,优 选为丁二烯、异戊二烯、或者丁二烯与异戊二烯的混合物,更优选为丁二烯。共轭二烯化合 物单元包含2种以上时,其形态可以为无规、嵌段、锥形状的任一种。
[0045] 进而,关于聚合物嵌段(Β),在不损害本发明目的的范围内,基于聚合物嵌段(B) 的合计质量,如果通常优选为50质量%以下、更优选为30质量%以下、进一步优选为10质 量%以下、特别优选为5质量%以下,则也可以含有共轭二烯化合物单元和异丁烯单元之外 的包含其它聚合性单体的单元。作为该单体,可优选列举出例如选自苯乙烯、α -甲基苯乙 烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯、二苯基乙烯、1-乙烯 基萘、4-丙基苯乙烯、4-环己基苯乙烯、4-十二烷基苯乙烯、2-乙基-4-苄基苯乙烯、4-(苯 基丁基)苯乙烯等中的至少1种芳香族乙烯基化合物。聚合物嵌段(B)含有共轭二烯化合 物单元和异丁烯单元之外的单体时的形态可以为无规、锥形状的任一种。
[0046] 进而,嵌段共聚物(I)也可以是对未加氢物进行了加氢(有时简称为"加氢"。)的加 氢添加物。进行了加氢时,从提高耐热性、耐候性等的观点等出发是优选的。
[0047] 加氢率(hydrogenation rate)没有特别限定,全部聚合物嵌段(B)中的基于共轭 二烯化合物单元的碳-碳双键优选70摩尔%以上进行了加氢、更优选80摩尔%以上进行 了加氢、更优选85摩尔%以上进行了加氢、进一步优选90摩尔%以上进行了加氢、特别优 选95摩尔%以上进行了加氢。共轭二烯聚合物嵌段中的碳-碳双键的加氢率是使用核磁 共振光谱(1H-NMR光谱)算出的值,以下相同。
[0048] 嵌段共聚物(I)中的聚合物嵌段(B)的含量基于聚合物嵌段(A)和(B)的合计质 量优选为30~95质量%、更优选为35~90质量%、进一步优选为40~80质量%、特别优选为 45~75质量%。聚合物嵌段(B)的含量为30质量%以上时,嵌段共聚物(I)的熔融粘度不 会变得过高,容易与其它成分进行熔融混合,另一方面,为95质量%以下时,制成热塑性聚 合物组合物时,在高温下的压缩永久形变优异。
[0049] 聚合物嵌段(B)的数均分子量优选为9, 000~190, 000。聚合物嵌段(B)的数均分 子量为9, 000以上时,热塑性聚合物组合物的耐热性变得良好,数均分子量为190, 000以下 时,嵌段共聚物(I)的熔融粘度不会变得过高,容易与其它成分进行混合,故而加工性优异。
[0050] (聚合物嵌段(A)与聚合物嵌段(B)的键合方式) 嵌段共聚物(I)中的聚合物嵌段(A)与聚合物嵌段(B)的键合方式可以是线状、分枝 状、放射状、或者它们的任意组合中的任一种,其中,优选为线状、分枝状或它们的组合。
[0051] 例如,将聚合物嵌段(A)示为A且聚合物嵌段(B)示为B时,可列举出A-B型二嵌 段共聚物、A-B-A型三嵌段共聚物、A-B-A-B型四嵌段共聚物、(A-B) nX型共聚物(X表示偶 联剂残基,η表示3以上的整数)等。这些键合方式的嵌段共聚物可以单独使用1种,或者 组合2种以上使用。其中,作为嵌段共聚物(I),优选为A-B-A型三嵌段共聚物、或者A-B-A 型三嵌段共聚物与A-B型二嵌段共聚物的混合物。
[0052] 此处,在本说明书中,同种聚合物嵌段借助2价的偶联剂等键合成直线状时,键合 而成的聚合物嵌段整体可以视作一个聚合物嵌段。由此,也包括上述例示在内,原本应该严 格表述为Y-X-Y (X表示偶联残基)的聚合物嵌段在除了需要特别与均聚物嵌段Y进行区分 的情况之外,以整体的形式表示为Υ。在本说明书中,将包含偶联剂残基的这种聚合物嵌段 如上那样地处理,因此例如包含偶联剂残基且严密上应该表述为Y-Z-X-Z-Y (X表示偶联剂 残基)的嵌段共聚物表述为Υ-Ζ-Υ,作为三嵌段共聚物的一例而进行处理。
[0053] 另外,嵌段共聚物(I)中,在不损害本发明目的的范围内,也可以存在包含α-甲 基苯乙烯和共轭二烯化合物和异丁烯之外的、例如甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等其它聚合性 单体的聚合物嵌段(C)。此时,将聚合物嵌段(C)示作C时,作为嵌段共聚物的结构,可列举 出A-B-C型三嵌段共聚物、A-B-C-A型四嵌段共聚物、A-B-A-C型四嵌段共聚物等。
[0054] (嵌段共聚物(I)的制造方法) 嵌段共聚物(I)在聚合物嵌段(B)以共轭二烯化合物单元作为主体时可利用阴离子聚 合法来制造,可列举出如下的具体合成例。
[0055] 〈聚合〉 (1)在四氢呋喃溶剂中使用双阴离子系引发剂对共轭二烯化合物进行聚合后,在-78°c 的温度条件下使α -甲基苯乙烯进行逐次聚合,从而得到A-B-A型嵌段共聚物的方法(参照 Macromolecules,2 卷,453-458 页(1969 年))。
[0056] (2)使用阴离子系引发剂对α_甲基苯乙烯进行本体聚合后,使共轭二烯化合物 进行逐次聚合,其后利用四氯硅烷等偶联剂进行偶联反应,从而得到(A-B) ηΧ型嵌段共聚 物的方法(参照 Kautsch. Gummi, Kunstst.,37 卷,377-379 页(1984 年);Polym. Bull.,12 卷, 71-77 页(1984 年))。
[0057] (3)在非极性溶剂中将有机锂化合物用作聚合引发剂,在浓度为0. 1~10质量%的 极性化合物的存在下,以_30~30°C的温度使浓度为5~50质量%的α -甲基苯乙烯进行聚 合,使共轭二烯化合物与所得活性聚合物进行聚合后,添加偶联剂,从而得到A-B-A型嵌段 共聚物的方法。
[0058] (4)在非极性溶剂中将有机锂化合物用作聚合引发剂,在浓度为0. 1~10质量%的 极性化合物的存在下,以_30~30°C的温度使浓度为5~50质量%的α -甲基苯乙烯进行聚 合,使共轭二烯化合物与所得活性聚合物进行聚合,使α -甲基苯乙烯以外的阴离子聚合 性单体与包含所得α-甲基苯乙烯聚合物嵌段和共轭二烯聚合物嵌段的嵌段共聚物的活 性聚合物进行聚合,从而得到A-B-C型嵌段共聚物的方法。
[0059] 上述方法中,优选为(3 )和(4 )的方法、更优选为(3 )的方法。
[0060] 作为在上述方法中用作聚合引发剂的有机锂化合物,可列举出甲基锂、乙基锂、戊 基锂、正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂等单锂化合物和四乙烯二锂等二锂化合物等。
[0061] α -甲基苯乙烯的聚合时使用的溶剂为非极性溶剂,可列举出例如环己烷、甲基环 己烷、正己烷、正戊烷等脂肪族烃;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃等。
[0062] α -甲基苯乙烯的聚合时使用的极性化合物是指不具有与阴离子种发生反应的官 能团(羟基、羧基等)且在分子内具有氧原子、氮原子等杂原子的化合物,可列举出例如二甲 基醚、二乙基醚、乙二醇二甲醚、Ν,Ν,Ν',Ν' -四甲基乙二胺、三乙基胺、N-甲基吗啉、二甲氧 基乙烷、二乙二醇二甲基醚、四氢呋喃等。
[0063] 从使α -甲基苯乙烯以高转化率进行聚合并使其后的共轭二烯化合物进行聚合 时控制聚合物嵌段(B)部分的1,4-键量的观点出发,反应体系中的极性化合物的浓度优选 为0. 1~10质量%、更优选为0. 5~3质量%。
[0064] 从使α -甲基苯乙烯以高转化率进行聚合、且聚合后期的反应溶液的粘性的观点 出发,反应体系中的α -甲基苯乙烯的浓度优选处于5~50质量%的范围、更优选为25~40 质量%的范围。
[0065] 需要说明的是,上述转化率是指未聚合的α -甲基苯乙烯通过聚合而被转化为嵌 段共聚物(I)的比例,在本发明中,其程度优选为70%以上、更优选为85%以上。
[0066] 从α -甲基苯乙烯的上限温度(聚合反应达到平衡状态而实质上不再推进时的温 度)、α-甲基苯乙烯的聚合速度和活性等的观点出发,α-甲基苯乙烯的聚合时的温度条 件优选为_30~30°C、更优选为_20~10°C、进一步优选为-15~0°C。通过使聚合温度为30°C 以下,能够使α -甲基苯乙烯以高转化率进行聚合、进而生成的活性聚合物失活的比例也 小、抑制所得嵌段共聚物中混入均聚α -甲基苯乙烯、不会损伤物性,另外通过使聚合温度 为-30°C以上,在α -甲基苯乙烯的聚合后期能够进行搅拌而不使反应溶液变得高粘度、用 于维持低温状态所需的费用也不会膨胀,因此在经济上也是优选的。
[0067] 在上述方法中,只要不损害α-甲基苯乙烯聚合物嵌段的特性,则也可以在α-甲 基苯乙烯的聚合时与其它芳香族乙烯基化合物共存,并使其与α-甲基苯乙烯进行共聚。 作为芳香族乙烯基化合物,可列举出例如选自苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲 基苯乙稀、1,3-二甲基苯乙稀、乙烯基萘、乙烯基蒽等中的至少1种。
[0068] 利用将有机锂用于聚合引发剂的α -甲基苯乙烯的聚合而生成活性聚α -甲基苯 乙烯基锂,因此接着使共轭二烯化合物与该活性聚α-甲基苯乙烯基锂进行共聚。
[0069] 共轭二烯化合物通过添加至反应体系中而被供于聚合。作为将共轭二烯化合物添 加至反应体系的方法,没有特别限定,可以直接添加至活性聚α -甲基苯乙烯基锂溶液中, 或者也可以用溶剂进行稀释来添加。
[0070] 作为将共轭二烯化合物稀释在溶剂中来添加的方法,可以在添加共轭二烯化合物 后用溶剂进行稀释、或者将共轭二烯化合物与溶剂同时投入、或者用溶剂稀释后添加共轭 二烯化合物。推荐的是,相对于活性聚α-甲基苯乙烯基锂,优选添加相当于1~1〇〇摩尔当 量、更优选5~50摩尔当量的量的共轭二烯化合物而将活性末端进行改性后,用溶剂进行稀 释,接着投入剩余的共轭二烯化合物,以超过30°C的温度、优选40~80°C进行聚合反应的方 法。
[0071] 对活性聚α -甲基苯乙烯基锂的活性末端进行改性时,也可以使用苯乙烯、邻甲 基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯、乙烯基萘、乙烯基蒽、1,1-二 苯基乙烯等芳香族乙烯基化合物来代替共轭二烯化合物。
[0072] 作为此处可以用于稀释的溶剂,可列举出例如环己烷、甲基环己烷、正己烷、正庚 烷等脂肪族烃;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃等。
[0073] 这样操作而得到的嵌段共聚物(I)可以通过将聚合反应液注入至甲醇等中使其凝 固后再进行加热或减压干燥来获取,或者在实施将聚合反应液注入至沸水中并与溶剂共沸 来去除的所谓汽提后进行加热或减压干燥来获取。
[0074] 通过使共轭二烯化合物与活性聚α -甲基苯乙烯基锂共聚而得到的包含α -甲基 苯乙烯聚合物嵌段和共轭二烯聚合物嵌段的嵌段共聚物的活性聚合物与例如多官能性偶 联剂发生反应,从而能够制造三嵌段或径向对称嵌段型的嵌段共聚物。
[0075] 此时的嵌段共聚物可以是通过调整多官能性偶联剂的用量而得到的、以任意比例 包含二嵌段、三嵌段、径向对称嵌段型的嵌段共聚物的混合物。
[0076] 作为多官能性偶联剂,可列举出例如苯甲酸苯酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、醋酸 甲酯、醋酸乙酯、特戊酸甲酯、特戊酸乙酯、特戊酸苯酯、α,α ' -二氯邻二甲苯、α,α ' -二 氯间二甲苯、α,α'-二氯对二甲苯、双(氯甲基)醚、二溴甲烷、二碘甲烷、邻苯二甲酸二甲 酯、二氯二甲基硅烷、二氯二苯基硅烷、三氯甲基硅烷、四氯硅烷、二乙烯基苯等。
[0077] 〈加氢反应〉 包含以α -甲基苯乙烯单元作为主体的聚合物嵌段(A)和以共轭二烯化合物单元作为 主体的聚合物嵌段(B)的嵌段聚合物从制成耐热性和耐候性良好的物质的观点等出发,可 以如上所述地对该嵌段共聚物中的基于共轭二烯化合物单元的碳-碳双键的一部分(例如 70%以上)进行加氢(有时简称为加氢。)。
[0078] 对该嵌段共聚物进行加氢时,使共轭二烯化合物与活性聚α -甲基苯乙烯基锂发 生聚合后,添加醇类、羧酸类、水等活性氢化合物而使聚合反应终止,按照公知方法在不活 性有机溶剂中在加氢催化剂的存在下进行加氢,从而能够制成加氢添加物。
[0079] 另外,对通过使多官能性偶联剂与该共聚物的活性聚合物发生反应而得到的三嵌 段或径向对称嵌段型的嵌段共聚物进行加氢时,根据需要添加醇类、羧酸类、水等活性氢化 合物而使偶联反应终止后,按照公知方法在不活性有机溶剂中在加氢催化剂的存在下进行 加氢,从而能够制成加氢添加物。
[0080] 通过使该嵌段共聚物、该嵌段共聚物与α -甲基苯乙烯和共轭二烯化合物之外的 阴离子聚合性单体发生聚合而得到的未加氢A-B-C型三嵌段共聚物、或者包含聚合物嵌段 (A)和聚合物嵌段(B)的嵌段共聚物的活性聚合物与多官能性偶联剂发生反应而得到的未 加氢的三嵌段型嵌段共聚物或未加氢的径向对称嵌段型嵌段共聚物(均包括在本发明中使 用的前述"嵌段共聚物(I)"。)可以直接供于加氢反应,而无需置换其制造中使用的溶剂。
[0081] 加氢反应可以在加氢催化剂的存在下在反应温度20~100°C、氢气压力0· l~10MPa 的条件下进行。
[0082] 作为加氢催化剂,可列举出雷尼镍;使铂(Pt)、钯(Pd)、钌(Ru)、铑(Rh)、镍(Ni) 等金属负载于碳、氧化铝、硅藻土等载体而成的非均相催化剂;包含含镍、钴等第8族金属 的有机金属化合物与三乙基铝、三异丁基铝等有机铝化合物或有机锂化合物等的组合的齐 格勒系催化剂;包含钛、锆、铪等过渡金属的双(环戊二烯基)化合物与锂、钠、钾、铝、锌或镁 等有机金属化合物的组合的茂金属系催化剂等。
[0083] 作为进行了加氢的嵌段共聚物(I),优选使用由上述方法得到的共聚物。
[0084] 嵌段共聚物(I)在聚合物嵌段(B)以异丁烯单元作为主体时可利用阳离子聚合法 来制造,可列举出如下那样的具体合成例。
[0085] 例如,聚合物嵌段(B)由异丁烯构成的嵌段共聚物(I)可利用使用1,4_二(2-甲 氧基-2-丙基)苯、1,4-二(2-氯-2-丙基)苯等的通常阳离子活性聚合等来获得。例如,通 过在己烷、甲基环己烷等烃溶剂、甲基氯、二氯甲烷等卤代烃溶剂中,使用将1,4-二(2-甲 氧基-2-丙基)苯或1,4-二(2-氯-2-丙基)苯与四氯化钛等路易斯酸组合而成的引发剂, 根据需要进一步添加吡啶、2, 6-二叔丁基吡啶等,在-90~-l(TC的温度条件下对异丁烯进 行阳离子聚合来得到活性聚合物,接着对α -甲基苯乙烯进行阳离子聚合,从而
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