聚合物组合物及方法技术

本申请涉及聚合物组合物及方法。本发明专利技术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。

Polymer composition and method

The present application relates to polymer compositions and methods. The present invention covers a polymer composition comprising aliphatic polycarbonate chains comprising functional groups that increase the wettability of the polymers or the ability to adhere to inorganic materials. In some embodiments, the chain end of aliphatic polycarbonates is modified to introduce a silicon containing functional group, a boron containing functional group, a phosphorous functional group, a sulfonic acid group, or a carboxylic acid group.

【技术实现步骤摘要】
聚合物组合物及方法本申请是申请日为2012年5月9日，申请号为201280033878.4、专利技术名称为“聚合物组合物及方法”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求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。政府支持本专利技术为由能源部颁发的授予DE-FE0002474下部分与美国政府支持制得。美国政府在本专利技术中享有某些权利。
本专利技术涉及聚合物领域。更特别地，本专利技术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。
技术介绍
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)。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。本专利技术提供(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。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术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。本专利技术提供(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：其中R1、R2、R3和R4，在聚合物链中每次出现时，独立地选自-H、氟、任选取代的C1-40脂族基、任选取代的C1-20杂脂族基和任选取代的芳基，其中R1、R2、R3和R4的任何两者或多者可以任选地连同居间原子一起形成一个或多个任选地含有一个或多个杂原子的任选取代的环。在某些实施方案中，此类脂族聚碳酸酯链来源于二氧化碳与一种或多种环氧化物基材的共聚。此种共聚示例于公开的PCT申请WO/2010/028362和WO2010/022388，这些申请中的每个全文通过引用并入本文。在一些实施方案中，脂族聚碳酸酯链来源于环氧乙烷、环氧丙烷、任选取代的C3-30脂族环氧化物或这些中的两种或更多种的组合。在一些实施方案中，脂族聚碳酸酯链具有小于约20,000g/mol的数均分子量(Mn)。在一些实施方案中，脂族聚碳酸酯链具有约20,000g/mol至约60,000g/mol的(Mn)。在一些实施方案中，脂族聚碳酸酯链具有大于约60,000g/mol的(Mn)。在一些实施方案中，脂族聚碳酸酯链具有约80,000g/mol至约250,000g/mol的(Mn)。增加粘附性或润湿性的官能团可以存在于脂族聚碳酸酯链的一个或多个若干区域。官能团可以存在于链端部上、存在于链内的重复单元的取代基上或嵌入聚碳酸酯链的多官能引发剂部分。在一些情况下，在单链中脂族聚碳酸酯链可以包括这些特征的两个或更多个，或脂族聚碳酸酯组合物可以包含具有不同官能团排列的链的混合物，所述官能团增强聚碳酸酯或其衍生物的润湿性能或粘附性能。在某些实施方案中，在脂族聚碳酸酯链中增加粘附性或润湿性的官能团存在于链端部。在一些实施方案中，此类官能团可以在后聚合步骤中诸如通过烷基化、酯化、氧化或氨基甲酰化脂族聚碳酸酯链的羟基端基引入。在其它实施方案中，此类官能团可以在存在具有合适官能团的聚合物引发剂的情况下进行二氧化碳与一种或多种环氧化物单体聚合的共聚引入。在某些实施方案中，用以增加脂族聚碳酸酯组合物的粘附性能或润湿性能的官能团存在于聚合物链的一个或多个重复单元的侧链上。在一些实施方案中，此类基团可以通过进行二氧化碳和环氧化物单体的混合物的共聚引入，其中一些环氧化物单体具有含有合适官能团或此类官能团的化学前体的侧链。在某些实施方案中，具有含有此类官能团侧链的环氧化物为缩水甘油基酯、缩水甘油基醚或表氯醇及其衍生物。在某些实施方案中，官能团包含选自以下的部分或部分的前体：含硅官能团、羧酸基团、磺酸基团、含硼基团、含磷官能团、铵基团以及这些中的两种或更多种的组合。在某些实施方案中，本专利技术的聚合物组合物包含如WO/2010/028362描述的具有高百分比-OH端基的脂族聚碳酸酯多元醇。在其它实施方案中，本专利技术的聚合物组合物包含具有用含烯烃基团(诸如能够参与烯烃聚合以制备交联的或链延长的聚合物组合物的丙烯酸酯或苯乙烯)改性的链端部的脂族聚碳酸酯多元醇。在一些实施方案中，本专利技术的聚合物组合物包含具有热塑性能的高分子量脂族聚碳酸酯。在某些实施方案中，此类高分子量脂族聚碳酸酯具有相当大比例的包含AEF基团的链端部。在又一方面，本专利技术涵盖产生含有增加其润湿或粘附于玻璃和其它无机材料的能力的官能团的脂族聚碳酸酯的方法。在某些实施方案中，这些方法包括改性在脂族聚碳酸酯链端部处羟基的步骤。在一些实施方案中，这些方法包括用试剂处理环氧化物CO2共聚物的步骤以将环氧化物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。在一些实施方案中，这些方法包括共聚二氧化碳、一种或多种C2-40环氧化物和缩水甘油基醚或缩水甘油基酯的步骤，其中所述缩水甘油基化合物含有一个或多个增加润湿性能或粘附性能的官能团。在某些实施方案中，所述方法包括在存在引发剂和/或链转移剂的情况下共聚二氧化碳与一种或多种C2-30环氧化物，其中所述引发剂或链转移剂含有一个或多个增加润湿性能或粘附性能的官能团。在一些实施方案中，所述方法包括这些步骤的两个或更多个的组合。在又一方面，本专利技术涵盖来源于通过与交联剂、链延长剂或反应性稀释剂(如，反应性烯烃)反应的脂族聚碳酸酯链的高聚物。在某些实施方案中，此类试剂选自异氰酸酯、多异氰酸酯、蜜胺、酚-醛树脂、环氧树脂、丙烯酸酯、苯乙烯、乙烯基醚和取代的乙烯基苯化合物。在某些实施方案中，本专利技术还涵盖进行此类共聚和交联反应的方法。在又一方面，本专利技术涵盖由已被改性以增加其润湿于或粘附于玻璃的能力的脂族聚碳酸酯组合物配制的树脂。在又一方面，本专利技术包括来源于含有具有增加其润湿或粘附于玻璃和其它无机材料的能力的官能团的脂族聚碳酸酯链的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧化物CO

【技术特征摘要】
2011.05.09 US 61/483,9491.一种环氧化物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酯键连接于链端部。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氨酯键连接于链端部。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：其中，R1、R2、R3和R4，在所述聚合物链中每次出现时，独立地选自-H、氟、任选取代的C1-30脂族基团和任选取代的C1-20杂脂族基团及任选取代的C6-10芳基，其中R1、R2、R3和R4中的任何两者或多者可以任选地连同居间原子一起形成一个或多个任选地含有一个或多个杂原子和/或一个或多个不饱和位点的任选取代的环。9.根据权利要求8所...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特·D·艾伦，克里斯托弗·A·西莫努，杰伊·J·法默，
申请(专利权)人：诺沃梅尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US