具有胺或膦官能化端嵌段的嵌段共聚物制造技术

本文公开了一种官能化嵌段共聚物，其包括：(a)至少一个端嵌段D，其平均包含至少一个式(I)的氨基‑或膦基‑官能化聚合物单元，和选自下述的一个或多个额外的嵌段：(b)一个或多个A嵌段，其数均分子量为约1,000‑60,000、具有高的工作温度且基本上不含氨基‑或膦基‑官能团，和(c)一个或多个B嵌段，其中每一嵌段B基本上未官能化、数均分子量为约1,000‑1,000,000且玻璃化转变温度为最多约20℃，和(d)一个或多个A嵌段和一个或多个B嵌段的混合物；其中Z是氮或磷；R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有胺或膦官能化端嵌段的嵌段共聚物相关申请的交叉参考本申请要求不是临时申请且要求2015年10月15日提交且标题为“BlockCopolymersHavingAmineorPhosphineFunctionalizedEndBlocks”的美国临时专利申请No.62/242,249的优先权，所述申请在本文中通过参考全文引入。
本专利技术的公开内容一般地涉及化学品，和更特别地，涉及胺或膦官能化的嵌段共聚物。
技术介绍
可官能化苯乙烯嵌段共聚物(SBC)，以便进一步改性它们的特征。其实例是添加磺酸或磺酸酯官能团到聚合物主链上，正如美国专利Nos.3,577,357、5,468,574、7,737,224中所描述的，其中每一篇在本文中通过参考引入。另外，Willis等人于2011年7月12日提交的共同未决申请序列No.13/181,306公开了改性的磺化SBC，其中磺酸或磺酸酯官能团转化成磺酰胺官能团。另外，2014年1月13日提交的共同未决申请14/154,146公开了胺官能化的SBC，且胺官能化的嵌段在所述嵌段共聚物内部。然而，继续需要具有改性特征以满足一个或多个使用者和/或工艺目标的官能化SBC。专利技术概述本文公开了一种官能化嵌段共聚物，其包括：(a)至少一个端嵌段D，其平均包含至少一个下式(I)的氨基-或膦基-官能化聚合物单元和选自下述的一个或多个额外的嵌段：(b)一个或多个A嵌段，其数均分子量为约1,000-60,000、具有高的工作温度且基本上不含氨基-或膦基-官能团，和(c)一个或多个B嵌段，其中每一嵌段B基本上未官能化、数均分子量为约1,000-1,000,000且玻璃化转变温度为最多约20℃，和(d)一个或多个A嵌段和一个或多个B嵌段的混合物；其中Z是氮或磷；R1是氢或烷基；R2是氢或叔烷基；每一R独立地为被-(A1-NRa)xRb或-(A1-ORa)xRb部分任选地取代的烷基或苯基；或者两个R基与它们键合到其上的Z一起形成任选取代的环；x是1，2或3；A1是被一个或多个甲基和/或乙基任选取代的直链亚烷基；以及Ra和Rb各自独立地为氢或烷基；或相应的鎓盐。本文还公开了制备氨基-或膦基-官能化嵌段共聚物的方法，该方法包括在惰性烃溶剂中和在引发剂存在下，(a)由多个对乙烯基苄胺单体或乙烯基苄膦单体聚合端嵌段D，所述多个对乙烯基苄胺或乙烯基苄膦单体能在20-60℃的温度下聚合；(b)聚合至少一个或多个额外的嵌段，其中一个或多个额外的嵌段选自无定形嵌段B(其中B嵌段的Tg为最多20℃)、结晶或半结晶的嵌段A(其中嵌段A具有至少约20℃的高的工作温度)、及其混合物；和(a)任选地偶联由步骤(a)-(b)形成的嵌段共聚物，或聚合第二端嵌段D。详细说明通过参考下述详细说明以及其内包括的实施例，更加容易理解本专利技术的公开内容。另外，列出许多具体的细节，以便提供本文描述的各方面的全面理解。然而，本领域普通技术人员要理解，可在没有这些具体细节的情况下，实践本文描述的各方面。此外，说明书不要被视为对本文描述的各方面的范围的限制。除非另外明确地说明，本文中所使用的所有技术术语具有与本领域技术人员通常理解的含义。当提到本文的嵌段共聚物或其聚合物时，本领域的普通技术人员要理解，诸如所存在的聚合物单元的分子量或特定量之类的性能并非绝对值，而是可在一定限制范围内从聚合物链变化到聚合物链，或者从一个聚合物嵌段A变化到相应的聚合物嵌段A。因此，除非另有说明，诸如嵌段共聚物或其具体嵌段中特定聚合物单元的量之类的性能在本文中以“平均量”提及，或者对于嵌段共聚物或嵌段的分子量使用“数均”分子量。另外，为简化本文的论述，嵌段共聚物本身在本文中可以以单数形式提及，但当提及“平均”时，本领域的技术人员要理解，在实际的现实条件下，嵌段共聚物存在于众多链中，从而形成聚合物组合物。除非另外明确说明，本文中对于聚合物嵌段A所使用的措辞“基本上不含氨基-官能团”和“基本上不含膦基-官能团”表示各聚合物嵌段包括平均小于1个携带含部分-ZR2的取代基的聚合物单元或相应鎓盐。特别地，各聚合物嵌段包括平均不可测量量的携带含部分-ZR2的取代基的聚合物单元或相应的鎓盐。除非另外明确说明，本文中所使用的措辞“官能化”是指包括平均至少一个式(I)的聚合物单元或相应鎓盐的嵌段共聚物，及其链段或嵌段。除非另外明确说明，本文中对于聚合物嵌段B所使用的措辞“基本上未官能化”表示各聚合物嵌段包括平均小于1个携带含部分-ZR2的取代基的聚合物单元或相应的鎓盐。特别地，各聚合物嵌段包括平均不可测量量的携带含部分-ZR2的取代基的聚合物单元或相应的鎓盐。除非另外明确说明，本文使用措辞“鎓盐”作为官能化嵌段共聚物、其链段或嵌段、或其聚合物单元的铵盐或鏻盐的统指。本文中所使用的措辞“聚合物单元”是指由一种单体形成且与其对应的聚合物链的单元。除非另外明确说明，本文中所使用的措辞“卤素”是指卤素，特别地，氟、氯、溴或碘，更具体地氯或溴。除非另外明确说明，本文中所使用的措辞“工作温度”是指材料具有有用的机械性能时的温度范围。工作温度范围的上限表示大于该温度时材料的机械性能不足以满足具体应用的最小性能属性的温度。例如，在大于工作温度范围上限的温度下，在施加的应力下材料可能遭受变形，这可能有损性能。取决于聚合物的性质，工作温度范围的上限可对应于玻璃化转变温度Tg(玻璃态聚合物嵌段)或熔融温度Tm(结晶或半结晶的聚合物嵌段)。本文中所使用的措辞“高工作温度”是指工作温度范围的上限等于或大于约20℃。除非另外明确说明，本文中所使用的措辞“wt％”是指基于干重的单体的重量份数/100重量份聚合物，或者某一成分的重量份数/100重量份指定组合物，。本文中所使用的术语“分子量”是指苯乙烯等效分子量或表观分子量，单位g/mol聚合物或共聚物的嵌段。可采用凝胶渗透色谱法(GPC)，使用聚苯乙烯校正标准物，测量在本说明书和权利要求中提到的分子量，例如根据ASTMD5296进行。GPC是根据分子尺寸分离聚合物的方法，其中最大的分子首先洗脱。使用可商购的聚苯乙烯分子量标准物，校正色谱图。使用如此校正的GPC测量的聚合物的分子量是苯乙烯等效分子量，也称为表观分子量。当聚合物中的苯乙烯含量和二烯烃链段中的乙烯基含量已知时，可将苯乙烯等效分子量转化成真实分子量。所使用的检测仪可以是紫外与折射指数检测仪的组合。可在GPC迹线的峰处测量本文表达的分子量，且这种常常称为“峰值分子量”。除非另外明确说明，本文中所使用的措辞“溶液”是指一种或多种物质(溶质)以分子或离子水平存在于一种或多种液体物质(溶剂)中的均匀分散的液体混合物。本文中提及的所有公开案、专利申请和专利通过参考全文引入本文中。在冲突的情况下，本专利技术的说明书(其中包括定义)意欲进行控制。就本文公开的所有范围来说，即使没有明确地列出特定的组合，但这种范围意欲包括所提及的上限和下限的任何组合。本专利技术的公开内容涉及在至少一个外嵌段内被氨基-、膦基-或相应的鎓盐基团选择性官能化且可显示出阴离子交换性能的嵌段共聚物。更具体地，选择性官能化的嵌段共聚物包括：(a)至少一个端嵌段D，其平均包含至少一个下式(I)的氨基-或膦基-官能化聚合物单元和选自下述中的一个或多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种官能化嵌段共聚物，其包括：(a)至少一个端嵌段D，其平均包含至少一个式(I)的氨基‑或膦基‑官能化的聚合物单元

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.15 US 62/242,2491.一种官能化嵌段共聚物，其包括：(a)至少一个端嵌段D，其平均包含至少一个式(I)的氨基-或膦基-官能化的聚合物单元和选自下述的一个或多个额外的嵌段：(b)一个或多个A嵌段，其基本上不含氨基-或膦基-官能团、具有约1,000-60,000的数均分子量且具有高的工作温度，和(c)一个或多个B嵌段，其中每一嵌段B基本上未官能化、具有约1,000-1,000,000的数均分子量和具有最多约20℃的玻璃化转变温度，和(d)一个或多个A嵌段和一个或多个B嵌段的混合物；其中：Z是氮或磷；R1是氢或烷基；R2是氢或叔烷基；每一R独立地为被-(A1-NRa)xRb或-(A1-ORa)xRb部分任选地取代的烷基或苯基；或者两个R基与它们键合到其上的Z一起形成任选取代的环；x是1，2或3；A1是被一个或多个甲基和/或乙基任选取代的直链亚烷基；和Ra和Rb各自独立地为氢或烷基；或相应的鎓盐。2.权利要求1的官能化嵌段共聚物，其中在所述嵌段共聚物的每一个外端上形成D嵌段。3.权利要求1的官能化嵌段共聚物，其中所述至少一个端嵌段D占所述嵌段共聚物的至少25wt％。4.权利要求1的官能化嵌段共聚物，其中所述至少一个端嵌段D占所述嵌段共聚物的总分子量的小于或等于15wt％。5.权利要求1的官能化嵌段共聚物，其中所述至少一个端嵌段D占所述嵌段共聚物的总分子量的小于或等于3wt％。6.权利要求1的官能化嵌段共聚物，其中所述B嵌段包括共轭二烯烃的链段。7.权利要求6的官能化嵌段共聚物，其中至少50％的共轭二烯烃单元被氢化。8.权利要求7的官能化嵌段共聚物，其中所述D嵌段占所述嵌段共聚物的总分子量的小于或等于15wt％。9.权利要求6的官能化嵌段共聚物，其中至少70％的共轭二烯烃单元被氢化。10.权利要求1的官能化嵌段共聚物，其包括至少一个B嵌段，其中至少一个B嵌段一起占所述嵌段共聚物的分子量的至少50wt％，和其中10-100％的嵌段D中的官能团为鎓盐形式。11.一种膜或薄膜，其包括权利要求10的官能化嵌段共聚物。12.权利要求1的官能化嵌段共聚物，其包括至少一个B嵌段，其中至少一个B嵌段一起占所述嵌段共聚物的分子量的至少75wt％，和其中所述嵌段共聚物是星形支化的。13.权利要求1的官能化嵌段共聚物，其包括至少一个B嵌段，其中每一嵌段B基本上未官能化。14.权利要求12的官能化嵌段共聚物，其中每一嵌段B独立地选自聚合的(i)乙烯单体、(ii)C3-C8α-烯烃单体、(iii)异丁烯单体、(iv)...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·A·范德尔胡伊兹恩，C·L·威利斯，M·斯托尔，X·D·穆伊德尔曼斯，
申请(专利权)人：科腾聚合物美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US