[发明专利]包括氢化嵌段共聚物的组合物及其最终用途

说明书

本发明涉及氢化嵌段共聚物组合物。

乙烯基芳烃和共轭二烯烃的部分氢化嵌段共聚物如氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物是本领域公知的。US-A-3,333,024、US-A-3,431,323、US-A-3,598,886、US-A-5,352,744、US-A-3,644,588和EP-505,110公开了各种氢化嵌段共聚物。部分氢化是指嵌段共聚物的二烯烃部分氢化，而不存在芳烃氢化或芳烃氢化90％或更低。尽管这些部分氢化共聚物已在各种应用中试验，但它们存在一种或多种缺点，包括低耐热性、不良物理性能、不良可加工性能、低耐热性和不良光稳定性。已尝试通过增加嵌段共聚物芳环的氢化改善这些缺点。然而，聚合物科学家们争论的是，完全氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物在升高温度，甚至轻微升高温度下就不具有可用的性能。热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomers)，第二版，1996，p 304，8-12行指出“因此，聚苯乙烯仍然选择任何无定形烃嵌段共聚物。后一事实对于完全氢化VCH-EB-VCH聚合物得到明确证实。此相互作用参数因氢化严重降低，以至于仅在轻微升高温度下，该聚合物完全丧失强度且在通常熔化温度下出现均匀混合。”

具体地，氢化二嵌段共聚物趋于具有低粘度和熔化强度，使其难以加工。二嵌段因其不良拉伸性能还具有其它缺点。由于相同原因，它们不能用于制备软质材料，同时由二嵌段制备的硬质材料趋于变脆。

部分氢化嵌段共聚物与其它聚合物的共混物也是已知的。例如，已尝试环烯烃(共)聚合物的共混物，如EP-0726291中公开的，其中将环烯烃(共)聚合物与乙烯基芳烃/共轭二烯烃嵌段共聚物或其氢化衍生物共混。已知环烯烃(共)聚合物(COC’s)具有优良的热变形温度、UV稳定性和可加工性。然而，这些共聚物存在不良耐冲击性。COC’s与部分氢化嵌段共聚物的共混物因在嵌段共聚物内不存在芳烃氢化，因此仍具有不平衡的物理性能。

因此，仍然需要具有足够的粘度和熔体强度以便于加工、可用于弹性体领域并具有合适的平衡物理性能的完全或基本上氢化的嵌段共聚物组合物。

此外，显然就用途而言，仍然需要乙烯基芳烃和共轭二烯烃单体的基本上或完全氢化嵌段共聚物，和其聚合物共混物，其中这些共聚物可通过常规制造技术加工且在标准和高温下具有合适的物理性能。

本发明一方面涉及一种包括完全或基本上氢化的嵌段共聚物组合物和其各种最终用途。该氢化嵌段共聚物为硬质氢化嵌段共聚物，它包括至少两个不同的氢化的聚合乙烯基芳烃单体嵌段(这里称为氢化乙烯基芳烃聚合物嵌段)，和至少一个氢化的聚合共轭二烯烃单体嵌段(这里称为氢化共轭二烯烃聚合物嵌段)，其中该氢化共聚物的进一步特征在于：

a)氢化共轭二烯烃聚合物嵌段与氢化乙烯基芳烃聚合物嵌段的重量比为40∶60或更低；

b)总数均分子量(Mn_t)为30,000至150,000，其中各氢化乙烯基芳烃聚合物嵌段(A)具有Mn_a6,000至60,000，各氢化共轭二烯烃聚合物嵌段(B)具有Mn_b3,000至30,000；和

c)氢化程度应使各氢化乙烯基芳烃聚合物嵌段具有氢化程度大于90％和各氢化共轭二烯烃聚合物嵌段具有氢化程度大于95％。

具有这些Mn和氢化特性的氢化嵌段共聚物对可见波长的光透明并且非常适合各种应用，同时在标准温度和高温下都具有优良的性能。这种透明性、高玻璃转化温度、低吸水性、良好强度、韧性、耐天候性和优良的熔体加工性的组合，使得这些材料和其共混物是包括加工制品、热成型制品、挤出制品、注塑制品和薄膜的很多应用的理想候选物。

本发明一方面涉及硬质氢化嵌段共聚物的用途和其最终应用领域。这些氢化嵌段共聚物通过将由乙烯基芳烃单体和共轭二烯烃单体生产的嵌段共聚物氢化而制备。乙烯基芳烃单体通常为如下通式的单体：