具有改善的机械性能和加工性能的嵌段共聚物组合物制造技术

用于制备食品包装应用的单层或多层薄膜的组合物，包含：５－４０％重量的苯乙烯嵌段共聚物，至少４０％重量的聚烯烃，和非必需地，与苯乙烯嵌段共聚物的氢化聚丁二烯嵌段相容的、含量为０－２５％的树脂，其中所有重量百分数均以整个组合物的重量计；在所述组合物中使用的苯乙烯嵌段共聚物，以及包含所述组合物的单层或多层薄膜。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有改善机械性能和加工性能的嵌段共聚物组合物，和涉及在其中使用的改性的苯乙烯嵌段共聚物。特别是，本专利技术涉及用于制备食品包装领域的单层或多层薄膜的组合物，其包含改性的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。另外，本专利技术还涉及食品包装应用的薄膜的制备以及涉及所述薄膜本身。
技术介绍
可容易挤出，纺粘或熔喷成具有低应力松驰，低滞后变形或永久变形，和高可恢复能量的弹性纤维或薄膜的弹性体配合物描述于US4,663,220、4,789,699、4,970,259、5,093,422、5,705,556等等中。在进行多种应用如尿布，腰带和无纺织物中，所述弹性纤维或薄膜是有用的。聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯弹性体嵌段共聚物已与其它材料如聚烯烃和粘性树脂配合，从而形成可挤出的弹性体组合物，它们可更容易地挤出成为具有改善加工性能和/或粘结性能的弹性纤维或薄膜。流延挤塑薄膜，挤出吹塑薄膜，挤塑纤维，长丝，无纺织物等等的制备方法对于所述配合物的粘度有着很高的要求。同时，这些挤出物在个人卫生，食品包装等等方面的应用导致了在力学性能方面严格的要求；因此需要挺度(高模量)和优异弹性(良好的应力松弛和低滞后变形和永久应变)的结合。在该领域最大的挑战之一在于在流动性/粘性以及上述机械性能之间找到找到良好的平衡。本专利技术的目的在于提供一种具有优异机械性能平衡并使得由其得到的薄膜具有低各向异性(即，当在纵向(MD)和横向(TD)进行测量时，最终薄膜的性能(几乎)相同)的组合物。本专利技术的另一目的在于提供在所述组合物中使用的改性的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。专利技术概述因此，本专利技术提供用于制备食品包装应用的单层或多层薄膜(其中芯层由所述组合物形成)的组合物，所述组合物包含-5-25％重量的苯乙烯嵌段共聚物，其具有如下通式的分子结构S-EB-S(1)或(S-EB)nX(2)，式中，各S独立地为主要是苯乙烯的聚合物嵌段，EB为主要是丁二烯的聚合物嵌段，n为≥2的整数，并且X为偶联剂的残基，主要聚苯乙烯嵌段(S)的表观分子量为6000-9000，整个嵌段共聚物的表观分子量为80000-150000，在聚丁二烯嵌段(EB)的前体中1，2-加成度(乙烯基含量)在60-80％(摩尔/摩尔)的范围内，其中，嵌段EB的氢化度为至少80％，优选为至少90％，并且其中非必需存在的二嵌段S-EB的含量为至多20％摩尔且优选至多10％摩尔，-至少40％重量的聚烯烃，-和非必需地，与氢化聚丁二烯嵌段相容的、含量至多25％重量的树脂，其中所有重量百分数均以整个组合物的重量计。另外，还提供苯乙烯嵌段共聚物，其中i.聚苯乙烯含量(PSC)为17-24wt％，ii.苯乙烯嵌段共聚物具有如下通式的分子结构S-EB-S(1)或(S-EB)nX(2)式中，各S独立地为苯乙烯的聚合物嵌段，EB为丁二烯的氢化聚合物嵌段，n为≥2的整数，且X为偶联剂的残基，iii.聚苯乙烯嵌段(S)的表观分子量在7500-8500的范围内，iv.整个苯乙烯嵌段共聚物的表观分子量在80000-150000的范围内，v.在聚丁二烯嵌段(EB)前体中的1，2-加成度(乙烯基含量)在60-80(摩尔/摩尔)的范围内，vi.嵌段EB的氢化度为至少80％，优选为至少90％，并且 vii.相对于嵌段共聚物的总量，非必需的二嵌段S-EB的含量至多为20％摩尔，优选至多10％摩尔。专利技术详述本专利技术的组合物包含5-40％重量的至少一种如上所述的苯乙烯嵌段共聚物，优选是15-30％重量；至少40％重量的聚烯烃，优选为40-85％重量，更优选为50-80％重量；和非必需的与氢化聚丁二烯相容的树脂，其含量为0-25％重量，优选1-25％重量，更优选1-10％重量。在整个说明书中使用的的术语“主要是苯乙烯”和“主要是丁二烯”分别指的是对于待制备的各嵌段，可使用基本上纯的苯乙烯或包含至少95％重量苯乙烯和少量其它共聚单体的混合物，和可使用基本上纯的丁二烯或包含至少95％重量丁二烯和少量其它共聚单体的混合物。在聚苯乙烯嵌段中少量的其它共聚单体可由结构上相关的共聚单体如α-甲基苯乙烯，对甲基苯乙烯，邻甲基苯乙烯，p-叔丁基苯乙烯，二甲基苯乙烯和乙烯基萘或丁二烯组成。在聚丁二烯嵌段中少量的其它共聚单体可由异戊二烯或苯乙烯组成。然而，本专利技术所应用的优选的嵌段共聚物包含基本上纯苯乙烯和基本上纯丁二烯的嵌段。本专利技术的嵌段共聚物可以是支链的或线型的并且可以是三嵌段，四嵌段或多嵌段的。它具有由下面通式表示的结构S-EB-S(1)或(S-EB)nX(2)式中，各S独立地为主要是苯乙烯的聚合物嵌段，EB为主要是丁二烯的氢化聚合物嵌段，氢化度为至少80％，优选为至少90％，更优选大于95％，其中n为≥2的整数，且X为偶联剂的残基。聚合物嵌段S的表观分子量在6,000-9,000，优选在7500-8500的范围内。在本专利技术的嵌段共聚物中，以总嵌段共聚物计，PSC在10-29％重量的范围内，优选在17-24％重量的范围内。在中间嵌段前体中的1，2-加成度(乙烯基含量)为60-80％，优选65-75％。根据本专利技术，整个嵌段共聚物各优选具有80,000-150,000，优选100,000-120,000(利用由J.R.Runyon等人在J.Polym.Sci.，13，2359(1969)中描述的方法)的总表观分子量(Mw，通过凝胶渗透色谱法测量并且以聚苯乙烯表示)。本专利技术的嵌段共聚物例如可通过使由阴离子聚合制备的活性二嵌段共聚物与偶联剂偶联或通过顺序的聚合而制得。后者是优选的。应当理解的是，通过活性二嵌段共聚物与偶联剂的偶联和剩余活性嵌段共聚物封端而制备的嵌段共聚物，最终将包含少量(即低于20％摩尔，优选低于10％摩尔)的二嵌段共聚物，其具有相同的S嵌段(相对于总嵌段共聚物重量的摩尔％)。用于本专利技术组合物中优选的嵌段共聚物不包含任何可检测量的二嵌段共聚物。作为偶联剂的例子可以提及的是锡偶联剂，如氯化亚锡，单甲基二氯化锡，二甲基二氯化锡，单乙基二氯化锡，二乙基二氯化锡，甲基三氯化锡，单丁基二氯化锡，二丁基二溴化锡，单己基二氯化锡和四氯化锡；卤化硅偶联剂，如二氯硅烷，单甲基二氯硅烷，二甲基二氯硅烷，二乙基二氯硅烷，单丁基二氯硅烷，二丁基二氯硅烷，单己基二氯硅烷，二己基二氯硅烷，二溴硅烷，单甲基二溴硅烷，二甲基二溴硅烷，四氯化硅和四溴化硅；烷氧基硅烷，如四甲氧基硅烷；二乙烯基芳族化合物，如二乙烯基苯和二乙烯基萘；卤化链烷，如二氯乙烷，二溴乙烷，二氯甲烷，二溴甲烷，二氯丙烷，二溴丙烷，氯仿，三氯乙烷，三氯丙烷和三溴丙烷；卤化芳族化合物，如二溴苯；环氧化合物，如双酚-A的二缩水甘油醚(例如，EPON 825，商标)，以及其它偶联剂，如安息香酯，二氧化碳，2-氯丁二烯和1-氯-1，3-丁二烯。其中，EPON 825，二缩水甘油醚二溴苯，四甲氧基硅烷和二甲基二氯硅烷是优选的。共轭二烯烃的阴离子聚合通常用结构改性剂如二乙醚或乙基甘醇二甲醚(1，2-二乙氧基乙烷)进行控制，以便获得希望量的1，2-加成物。如在此引入作为参考的Re27,145中所述，丁二烯聚合物或共聚物的1，2-加成物的量可大大地影响氢化后的弹性体性能。另外，如上所述，丁二烯聚合物的1，2-加成本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备食品包装应用的单层或多层薄膜的组合物，包含：　　　　－５－４０％重量的苯乙烯嵌段共聚物，其具有如下通式的分子结构：　　　　Ｓ－ＥＢ－Ｓ　　（１）　　或　　（Ｓ－ＥＢ）ｎＸ　　（２）　　　　式中，各Ｓ独立地为主要是苯乙烯的聚合物嵌段，ＥＢ为主要是丁二烯的氢化聚合物嵌段，ｎ为≥２的整数，并且Ｘ为偶联剂的残基，聚苯乙烯含量为１０－２９％重量，优选１７－２４％重量，聚苯乙烯嵌段（Ｓ）的表观分子量为６０００－９０００，整个嵌段共聚物的表观分子量为８００００－１５００００，在聚丁二烯嵌段（ＥＢ）的前体中１，２－加成度（乙烯基含量）为６０－８０％（摩尔／摩尔），其中，嵌段ＥＢ的氢化度为至少８０％，优选为至少９０％，并且其中非必需地存在二嵌段Ｓ－ＥＢ，若存在，其含量至多为２０％摩尔且优选至多１０％摩尔，　　　　－至少４０％重量的聚烯烃，　　　　－和非必需地，与氢化聚丁二烯嵌段相容的、含量为０－２５％重量的树脂，其中所有重量百分数均以整个组合物的重量计。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CA马里斯，GJ乔利，J穆伦胡特，SM奥斯特伯施，
申请(专利权)人：克拉通聚合物研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]