本发明专利技术涉及包含至少一个PA嵌段和至少一个PB嵌段的嵌段共聚物。所述PA嵌段表示包含一个或多个单体A单元的聚合物嵌段，且所述PB嵌段表示包含一个或多个单体B单元的聚合物嵌段。单体A为乙烯基、丙烯酸、二烯烃、腈、二腈或丙烯腈单体。单体B为含有一个或多个甘油三酯的可自由基聚合的植物油单体。本发明专利技术还涉及在存在引发剂和过渡金属催化剂体系的情况下通过将可自由基聚合的单体与含有一个或多个甘油三酯的可自由基聚合的植物油单体的自由基聚合以形成所述热塑性嵌段共聚物来制备热塑性嵌段共聚物的方法。所述聚合的植物油基嵌段共聚物可用于多种用途，诸如沥青改性剂、橡胶组合物、粘合剂、轮胎、汽车工业、鞋类、包装等。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及包含至少一个PA嵌段和至少一个PB嵌段的嵌段共聚物。所述PA嵌段表示包含一个或多个单体A单元的聚合物嵌段，且所述PB嵌段表示包含一个或多个单体B单元的聚合物嵌段。单体A为乙烯基、丙烯酸、二烯烃、腈、二腈或丙烯腈单体。单体B为含有一个或多个甘油三酯的可自由基聚合的植物油单体。本专利技术还涉及在存在引发剂和过渡金属催化剂体系的情况下通过将可自由基聚合的单体与含有一个或多个甘油三酯的可自由基聚合的植物油单体的自由基聚合以形成所述热塑性嵌段共聚物来制备热塑性嵌段共聚物的方法。所述聚合的植物油基嵌段共聚物可用于多种用途，诸如沥青改性剂、橡胶组合物、粘合剂、轮胎、汽车工业、鞋类、包装等。【专利说明】经由植物油的原子转移自由基聚合的热塑性弹性体 本申请要求2012年1月18日提交的美国临时专利申请序列号61/587,816的权 益，所述专利据此通过引用整体并入。 专利
本专利技术涉及新型热塑性弹性体组合物以及制备和使用它们的方法。具体地说，本 专利技术涉及包含一批可自由基聚合的单体和一批含有一个或多个甘油三酯的聚合的植物油 的热塑性嵌段共聚物、用于制备所述热塑性嵌段共聚物的方法和所述热塑性嵌段共聚物在 各种应用中的用途。 专利技术背景 苯乙烯嵌段共聚物（SBC)，杜邦（DuPont)的Kr〔u〇nl;家族最显著的那些，诸如苯乙 烯-丁二烯型聚合物（如，苯乙烯-丁二烯双嵌段，SB ;苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段， SBS)，已经历史地用于浙青和鞋类产业多年，以及还在包装、压敏粘合剂、包装材料等行业 具有市场。在这些市场中，将SBS用作柏油改性剂为材料性能方面最大的且最多的宽容之 〇 根据Global Industry Analysts, Inc 2011年1月的报告，到2015年全球浙青市 场达到11840万公吨。浙青铺路产业占据浙青的最大终端用途部分。随着发展的中国、印 度和东欧市场的日益增长，在未来十年将愈加需要浙青来建造道路基础设施。对浙青的增 长的需求连同对改善的浙青材料/路面性能的需要为浙青改性剂创造了机会。 浙青的级别控制工作温度下铺路混合物的性能。在许多情况下，需要改变柏油的 特性以改善低温下用于足够的抗裂性能的弹性回复/韧性以及增加用于持续负载的抗剪 强度和/或高温下的抗辙强度。柏油的物理性质通常用加入SBS聚合物改性以产生增强浙 青铺路混合物的性能的改善的浙青等级。在聚合物改性的浙青混合物中，大约80%的聚合 物改性的浙青使用SBS型聚合物。 在过去几年里，丁二烯（用于柏油改性的SBC聚合物的主要组分）的价格已经急 剧增加。在2008年，浙青产业中SBS聚合物存在短缺。随着未来十年对液态浙青的渐增需 求的预测，仍强烈需要有成本效益的、环境友好的、可行的新型聚合物，所述聚合物可被用 作浙青改性剂代替标准的苯乙烯-丁二烯型改性剂。 过去20年里，植物油已经被认为用于塑料产业的单体原料。来自植物油的聚合物 已经获得渐增的关注因为公共政策制定者和类似的公司已经有兴趣替换传统的石化原料 由于它们的环境和经济影响。迄今为止，已经通过将常规的阳离子和自由基聚合途径应用 于植物油以获得热固性塑料实现一定的成功（即，一旦合成，永久地保持它们的形状并不 会经受进一步加工的塑料）。尽管这些热固性材料确实可能代替许多石化衍生的热固性材 料，但是绝大多数的商品聚合物为高度可加工的热塑性材料。因此本领域需要由植物油形 成具有广泛的应用和物理性质的高度可加工的热塑性和弹性体聚合物。 本专利技术涉及实现本领域的这些需求。 专利技术概沭 本专利技术的一个方面涉及包含至少一个PA嵌段和至少一个PB嵌段的嵌段共聚物。 PA嵌段表示包含一个或多个单体A单元的聚合物嵌段，PB嵌段表示包含一个或多个单体B 单元的聚合物嵌段。单体A为乙烯基、丙烯酸、二烯烃、腈、二腈或丙烯腈单体。单体B为含 有一个或多个甘油三酯的可自由基聚合的植物油单体。 本专利技术的另一方面涉及制备热塑性嵌段共聚物的方法。方法包括提供可自由基聚 合的单体，由A表示，或包含一个或多个单体A单元的聚合物嵌段PA。还提供了含有一个或 多个甘油三酯的可自由基聚合的植物油单体，由B表示。在存在引发剂和过渡金属催化体 系的情况下单体A或所述聚合物嵌段PA然后与单体B进行自由基聚合以形成热塑性嵌段 共聚物。 或者，制备热塑性嵌段共聚物的方法包括提供含有一个或多个甘油三酯的可自由 基聚合的植物油单体，由B表示或包含一个或多个单体B单元的聚合物嵌段PB。还提供了 可自由基聚合的单体，由A表示。在存在引发剂和过渡金属催化体系的情况下单体B或所 述聚合物嵌段PB然后与单体A进行自由基聚合以形成所述热塑性嵌段共聚物。 本专利技术的其它方面涉及包含含有一个或多个甘油三酯的一个或多个可自由基聚 合的植物油单体单元的热塑性聚合物。 本专利技术的另一方面涉及制备热塑性聚合物或聚合物嵌段的方法。所述方法包括提 供含有一个或多个甘油三酯的可自由基聚合的植物油单体。在存在引发剂和过渡金属催化 体系的情况下植物油单体然后进行自由基聚合以形成热塑性聚合物嵌段。该热塑性聚合物 自身可被用作热塑性弹性体。或者，该热塑性聚合物可被用作聚合物嵌段以及可与其它单 体进一步聚合以形成聚合的植物油基热塑性嵌段共聚物。 本专利技术的公开涉及将原子转移自由基聚合（ATRP)成功应用于生物原料，诸如大 豆油。该化学的独特特征为它允许设计所得聚合物的分子结构使得它们主要为在室温下表 现为弹性体/橡胶但是在高温下可逆地熔化且易受常用的加工技术影响的未交联的直链 或稍微支链。关于石化原料ATRP已经备受关注，但是并未将ATRP成功应用于生物原料诸 如大豆油。在植物油诸如大豆油上技术的成功是令人惊异的，因为常见的自由基聚合通常 使甘油三酯聚合至热固性材料，然而本专利技术成功地控制了甘油三酯的聚合使得它在所需分 子量和嵌段组合物处终止并产生热塑性聚大豆油。 用于链增长衍生的热塑性聚合物的典型单体为单官能的，即，所述单体仅含有单 个可聚合的官能团。甘油三酯含有多个双键（这在亲本植物油物种内以及甚至相同物种 的栽培品种之间变化很大）因此用于聚合的甘油三酯单体将显示出至少两种不同的官能 度。因此，每个聚甘油三酯重复单元有潜能与至少一个其它的聚甘油三酯交联；当大约此 类单元的一部分1/N已经交联（N表示聚合物链中重复单元的数目），据说该聚合物在它们 的"凝胶点"处，在此处已经形成无穷的聚合物网络并且所述材料为热凝物。因此，当增长 链对已经纳入链的游离单体和重复单元上的所有功能位点的反应性相同时，期望凝胶点将 在极低转化下到达使得在凝胶化之前，聚甘油三酯还未实现足以形成可用于机械性质的聚 合度。该预期由过去二十年的来自由常见的阳离子和自由基聚合产生的植物油的热固性的 报道支持。如果增长半径和甘油三酯上的所有未反应的功能位点之间的反应比率严格相 同，早期凝胶化的预期也将延伸至ATRP。根据本专利技术，对于游离单体的偏好性可通过适当 地选择温度和使用反催化剂而加重；在这种条件下，在凝胶点之前，产生靶向分子量为高达 500kDa的聚合的甘油三酯是可能的。 聚合的植物油，诸如大豆油，本质上为可生物降解的、可再生的和环境友好的。植 物油聚合物的弹性体性质似乎是与现代商品诸如聚本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种嵌段共聚物，其包含至少一个PA嵌段和至少一个PB嵌段，其中PA表示包含一种或多种单体A单元的聚合物嵌段，且PB表示包含一种或多种单体B单元的聚合物嵌段，其中单体A为乙烯基、丙烯酸、二烯烃、腈、二腈或丙烯腈单体，且单体B为含有一个或多个甘油三酯的可自由基聚合的植物油单体。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·W·寇趣闰，R·C·威廉姆斯，N·赫纳德兹，A·A·凯斯席恩，
申请(专利权)人：爱荷华州立大学研究基金会有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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