[发明专利]具有极性或活性金属基底的磺化嵌段共聚物层压体

说明书

技术领域

本发明的公开内容涉及聚合物薄膜用于层压极性基底和/或活性金属基底的用途。特别地，本发明的公开内容涉及由具有含很少或者不含磺酸或磺酸酯官能度的至少两个聚合物端嵌段和含有有效量磺酸或磺酸酯官能度的至少一个聚合物内嵌段的磺化嵌段共聚物浇铸的薄膜，所述薄膜可暴露于水下且层压到基底的极性表面或活性金属表面上。任选地，层压的薄膜可以是湿汽可渗透的且可起到有益于各种应用，其中包括空气与空气的能量交换以供加热，通风和空调系统的应用。

背景技术

苯乙烯类嵌段共聚物是本领域众所周知的。一般地，苯乙烯类嵌段共聚物(SBC)可包括聚合物内嵌段和含化学上不同单体类型的聚合物端嵌段，从而提供特别所需的性能。作为一个实例，在更加常见的形式中，SBC's可具有共轭二烯烃的内嵌段和具有芳族链烯基芳烃的外嵌段。聚合物嵌段的不同性能的相互作用允许获得不同的聚合物特征。例如，共轭二烯烃内嵌段的弹性性能以及“较硬”的芳族链烯基芳烃的外嵌段一起形成可用于巨大数量的各种应用中的聚合物。可通过按序聚合和/或通过偶联反应，来制备这种SBCs。

还已知为了进一步改性它们的特征，可官能化SBC。例如，可通过引入诸如羧酸，酯或酰胺，膦酸酯基或磺酸酯基之类的官能团到聚合物的主链上，改性SBC。在例如US3,135,716，US3,150,209，和US4,409,357中教导了将官能团引入到含不饱和度的聚合物内的方法。在例如US4,578,429，和US4,970,265中教导了将官能团引入到氢化SBC内的替代工序。

例如，Winkler的US3,577,357公开了通过添加磺酸或磺酸酯官能团到聚合物主链上而官能化的第一SBC之一。所得嵌段共聚物的特征在于具有通式结构A-B-(B-A)1-5，其中每一A是非-弹性的磺化单乙烯基芳烃聚合物嵌段，和每一B是基本上饱和的弹性α-烯烃聚合物嵌段，所述嵌段共聚物被磺化，其程度足以在总的聚合物内提供至少1wt％的硫和对于每一单乙烯基芳烃单元来说，最多一个磺化成分。该磺化的聚合物可原样使用，或者可以它们的酸，碱金属盐，铵盐或胺盐形式使用。根据Winkler，在1,2-二氯乙烷中，用含三氧化硫/磷酸三乙酯的磺化剂处理聚苯乙烯-氢化聚异戊二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物。所述磺化嵌段共聚物被描述为具有吸水特征，它可能可用于水纯化膜等中，但随后发现不可容易地浇铸成薄膜(US5,468,574)。

最近，Willis等的US7,737,224公开了磺化嵌段共聚物的制备，并阐述了在水中为固体的含至少两个聚合物端嵌段和至少一个饱和聚合物内嵌段的磺化嵌段共聚物，其中每一端嵌段是耐磺化的聚合物嵌段，和至少一个内嵌段是容易被磺化的饱和聚合物嵌段，和其中至少一个内嵌段被磺化而达到10至100mol％该嵌段内容易被磺化的单体的磺化程度。该磺化嵌段共聚物被描述为能传递高含量的水蒸气，同时在水存在下，具有良好的尺寸稳定性和强度，且对于要求良好的湿强度，良好的水和质子传递特征，良好的抗甲醇性，易于成薄膜或膜，阻挡性能，控制挠性和弹性，可调节的硬度，和热/氧化稳定性的组合的最终应用来说是有价值的材料。

另外，Dado等的WO2008/089332公开了制备磺化嵌段共聚物的方法，举例说明了磺化具有至少一个端嵌段A和至少一个内嵌段B的前体嵌段聚合物，其中每一A嵌段是耐磺化的聚合物嵌段，和每一B嵌段是容易被磺化的聚合物嵌段，其中所述A和B嵌段基本上不含烯属不饱和度。在进一步含至少一种非卤化脂族溶剂的反应混合物中，该前体嵌段聚合物与酰基硫酸酯反应。根据Dado等人，该方法导致包括磺化聚合物的胶束和/或可确定尺寸与分布的其他聚合物聚集体的反应产物。

Willis等人的US7,737,224在其磺化嵌段共聚物的公开内容中，表明在许多有用的应用当中，它们可用于层压体。进一步地，悬而未决的美国专利申请12/893,163公开了在能量回收体系(ERV)的芯中使用的层压膜，在交叉流动的空气物流之间交换热量和湿气的用途。该层压膜被公开由纤维微孔载体基底和具有至少一个端嵌段A和至少一个内嵌段B的磺化嵌段共聚物构成，其中每一A嵌段基本上不含磺酸或磺酸酯官能团，和每一B嵌段是含约10至约100mol％磺酸或磺酸酯官能团的聚合物嵌段，基于该单体单元的数量，其中将所述磺化嵌段共聚物层压到纤维微孔载体基底上。