聚合物组合物及方法
【专利摘要】本发明涵盖包含脂族聚碳酸酯链的聚合物组合物，所述脂族聚碳酸酯链含有增加所述聚合物的润湿或粘附于无机材料的能力的官能团。在某些实施方案中，对脂族聚碳酸酯的链端部进行改性以引入含硅官能团、含硼官能团、含磷官能团、磺酸基团或羧酸基团。
【专利说明】聚合物组合物及方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2011年5月9日提交的美国临时专利申请序列第61/483，949号的优先权,其全部内容据此通过引用并入本文。
[0003]政府支持
[0004]本发明为由能源部颁发的授予DE-FE0002474下部分与美国政府支持制得。美国政府在本发明中享有某些权利。
【技术领域】
[0005]本发明涉及聚合物领域。更特别地，本发明涉及包含适合用于产生玻璃层板、镀膜玻璃、复合材料的脂族聚碳酸酯的聚合物组合物，特别地包含聚合物-无机混合物的那些。
【背景技术】
[0006]随着人为增加大气CO2的可能负面影响得到更充分地理解，由CO2合成有用材料为一个日益关注和重要的领域。废CO2的一种特别有前途的用途为其作为单体用于产生聚碳酸酯聚合物的应用。该用途具有双重益处，因为它不仅将CO2鳌合于使用期长的聚合物的主链中，而且替代目前使用的部分石油衍生物以制造商品聚合物。Novomer已经开发出能够有效地共聚CO2与脂族环氧化物的催化剂以产生具有商业应用范围的脂族聚碳酸酯聚合物(APC)。
[0007]由于作为一类的APC具有独特的热性能和物理性能，利用其作为替代石油衍生的热塑性塑料的下降已经成为一种挑战。因此，对于基于CO2聚合物的最有希望的商业市场之一涉及其用于其中聚合物的物理性能和热性能被其它材料的强度补全的应用。此类应用包括复合物和玻璃层板，其中聚合物的强度通过玻璃板或纤维的刚性来增强。使用APC用于这些应用而出现的可能挑战为需要聚合物对玻璃和其它无机材料具有良好的粘附性。因此，需要对玻璃及相关的无机材料具有增强的粘附性的APC制剂。本发明提供(除了其它以外)含有化学改性的环氧化物-CO2共聚物以增强其对玻璃和其它无机材料(诸如用于复合物制剂的那些)的粘附性。
【发明内容】
[0008]在一个方面，本发明涵盖包含脂族聚碳酸酯链的聚合物组合物。在某些实施方案中，所述脂族聚碳酸酯链并入增加玻璃、陶瓷和相关无机材料的粘附性或润湿性的化学官能团。在某些实施方案中，此类官能团通过修改脂族聚碳酸酯链的链端部引入。在某些实施方案中，此类官能团包含选自以下的部分:含硅官能团、羧酸基团、磺酸基团、铵基团以及这些中的两种或更多种的组合。
[0009]本发明提供(除了其它以外)环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述聚合物链包含一种或多种增强粘附性的官能团。在某些实施方案中，此类组合物的脂族聚碳酸酯链含有具有以下结构的主要重复单元:[0010]
【权利要求】
1.一种环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述聚合物链包含一种或多种增强粘附性的官能团。
2.根据权利要求1所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中增强粘附性的官能团选自:含硅官能团、含磷官能团、磺酸基团、羧酸基团、含硼官能团和铵基团。
3.根据权利要求1所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中一个或多个链端部包含增强粘附性的官能团。
4.根据权利要求3所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中增强粘附性的官能团经由酷键连接于链端部。
5.根据权利要求3所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中增强粘附性的官能团经由氣酷键连接于链端部。
6.根据权利要求3所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中增强粘附性的官能团经由醚键连接于链端部。
7.根据权利要求3所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中增强粘附性的官能团包含含硅官能团且硅原子直接键合于所述环氧化物CO2共聚物的末端氧原子。
8.根据权利要求1所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述聚合物链包含具有下式的主要重复单元:
9.根据权利要求8所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其包含具有下式的链端部:
10.根据权利要求9所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述-Q-(Z)a部分选自:
11.根据权利要求8-10中任一项所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中在所述聚合物链中的每个
12.根据权利要求1所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其包含CO2和环氧化物的共聚物，所述环氧化物选自环氧乙烷、环氧丙烷、1，2环氧丁烷、环氧环己烷、表氯醇、3-乙烯基环氧环己烷、3-乙基环氧环己烷、缩水甘油基酯、缩水甘油基醚和这些中的两种或更多种的任何组合。
13.根据权利要求1所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其包含CO2和环氧丙烷的共聚物。
14.根据权利要求9所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其包含的聚合物链
15.根据权利要求14所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述环氧化物CO2共聚物的数均分子量小于约20，000g/mol。
16.根据权利要求15所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述环氧化物CO2共聚物的数均分子量小于约10，000g/mol。
17.根据权利要求16所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述环氧化物CO2共聚物的数均分子量在约500g/mol和5，000g/mol之间。
18.根据权利要求14所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其包含选自以下的聚合物链:
19.根据权利要求14所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其包含具有以下式的聚合物链:
20.根据权利要求18或19中一者所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中
21.根据权利要求18或19中一者所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中
22.根据权利要求18所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述Y基团表示-H和
23.根据权 利要求18所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述Y基团表示丙烯酸酯基团和
24.根据权利要求22或23中一者所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述
25.根据权利要求24所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述
26.根据权利要求22或23中一者所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述
27.根据权利要求26所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述
28.根据权利要求9所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其包含下式的聚合物链:
29.根据权利要求28所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述环氧化物CO2共聚物的数均分子量大于约40，000g/molo
30.根据权利要求29所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述环氧化物CO2共聚物的数均分子量大于约100，000g/mol。
31.根据权利要求30所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述环氧化物CO2共聚物的数均分子量大于约150，000g/mol。
32.根据权利要求28所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述组合物中大于10%的链端部包含-Q-(Z)a基团。
33.根据权利要求28所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述组合物中大于30%的链端部包含-Q-(Z)a基团。
34.根据权利要求28所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述组合物中大于90%的链端部包含V和-Q-(Z) a基团。
35.根据权利要求28所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其包含下式的聚合物链:
36.根据权利要求28或35中一者所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述
37.根据权利要求36所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述
38.根据权利要求28或35中一者所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述
39.根据权利要求38所述的环氧化物CO2共聚物组合物，其中所述
40.一种高聚物，其包含根据权利要求22所述的环氧化物CO2共聚物组合物与选自多异氰酸酯、蜜胺和苯酚甲醛树脂的多官能试剂的反应产物。
41.一种高聚物，其包含根据权利要求23所述的环氧化物CO2共聚物组合物与包含反应性烯烃的反应性稀释剂之间的烯烃聚合的反应产物。
42.根据权利要求41所述的高聚物，其中所述反应性稀释剂选自:苯乙烯或其衍生物、丙烯酸或其衍生物、乙烯基醚、乙烯基酯、含有这些的任何一种或多种的聚合物材料及上述的两种或更多种的组合。
43.根据权利要求42所述的高聚物，其中所述反应性稀释剂选自:丙烯腈、苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯及这些中的任何两种或更多种的混合物。
44.一种复合物，其包含根据权利要求40至43中任一项所述的高聚物组合物与一种或多种无机材料的组合。
45.根据权利要求44所述的复合物，其包含玻璃纤维。
46.一种玻璃层板，其包含根据权利要求28至35中任一项所述的环氧化物CO2共聚物组合物。
47.根据权利要求46所述的玻璃层板，其中所述环氧化物CO2共聚物组合物被设置在两层玻璃之间。
48.一种产生具有改善的玻璃粘附性的环氧化物CO2共聚物组合物的方法，其包括用试剂处理环氧化物CO2共聚物的步骤以将所述环氧化物CO2共聚物的至少一部分的游离-OH端基转化成包含选自以下的官能团的部分:羧酸基团、含硅官能团、磺酸基团、含硼官能团、含磷官能团、铵基团以及这些中的两种或更多种的组合。
49.根据权利要求48所述的方法，其包括用环状酸酐处理环氧丙烷和二氧化碳的共聚物的步骤。
50.根据权利要求48所述的方法，其包括用具有下式的异氰酸酯试剂处理环氧丙烷和二氧化碳的共聚物的步骤:
51.根据权利要求50所述的方法，其包括用具有下式的异氰酸酯试剂处理环氧丙烷和二氧化碳的共聚物的步骤:
【文档编号】B32B27/36GK103687723SQ201280033878
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年5月9日 优先权日:2011年5月9日
【发明者】斯科特·D·艾伦, 克里斯托弗·A·西莫努, 杰伊·J·法默 申请人:诺沃梅尔公司