[发明专利]选择性氢化共聚物的催化剂与方法

说明书

技术领域

本发明是关于非均相催化剂，更特别关于此催化剂于选择性氢化共聚物的应用。

背景技术

苯乙烯系热塑性弹性体(也称为苯乙烯系嵌段式聚合物，Styrenic Block Copolymers，简称SBCs)兼具了热塑性塑料及橡胶的优点：在室温下柔软像橡胶且具有韧性及弹性，在高温时具有流动性且能塑化成形，因此成为继天然橡胶、合成橡胶后的第三代橡胶。SBCs是目前世界产量最大、与橡胶性能最相似的一种热塑性弹体，现共有四种SBCs系列产品：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)；苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)；苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物(SEPS)。其中，SEBS和SEPS分别是SBS和SIS的氢化型共聚物，其性能卓越但价格约为原来原料(SBS及SIS)的2-4倍。作为SBCs中产量最大(占70％以上)、成本最低、应用较广的品种，SBS是一种以苯乙烯、丁二烯为共聚单体的三嵌段共聚物，该共聚物兼有塑料和橡胶的特性，并且具有良好的抗化学性质、优良的拉伸强度、表面摩擦系数大、低温性能好、电性能优良、加工性能好等特性，成为目前产量最大热塑性弹性体。

SBS的聚丁二烯链段与SIS的聚异戊二烯链段中皆具有双键，因此SBS及SIS材料都存在抗热性差及耐候(抗臭氧、紫外线及氧)性差的缺点。上述缺点可经由对聚丁二烯链段或聚异戊二烯链段中的双键进行氢化而得以改善。SBS及SIS的双键氢化产物分别为SEBS(见式1)及SEPS(见式2)，SEBS及SEPS具有更优异的耐候性及性能，在工程及医疗材料上有许多应用。

综上所述，目前亟需新的方法与催化剂，可选择性地仅氢化SBS及SIS的聚丁二烯链段/聚异戊二烯链段中的双键而不氢化其中芳环上的双键，以高转化率地形成SEBS与SEPS。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可高选择性地氢化SBS及SIS中的双键以形成SEBS与SEPS的催化剂。

本发明的另一目的在于提供一种可高选择性地氢化同时含有芳香环和其它链段双键的共聚物的方法。

为实现本发明的上述目的，本发明一实施例提供的选择性氢化共聚物的催化剂，包括：孔洞状载体；金属氧化物，披覆于孔洞状载体的部份表面上；以及多个Pd粒子，位于孔洞状载体与金属氧化物上，其中孔洞状载体的孔径介于0.02μm至1.2μm之间，且Pd粒子的粒径介于1nm至3nm之间。

本发明一实施例提供的选择性氢化共聚物的方法，包括：提供共聚物，且共聚物具有一芳香环与一双键；使共聚物接触催化剂，并通入氢气以选择性氢化共聚物的双键且实质上不氢化共聚物的芳香环，其中所述催化剂包括：孔洞状载体；金属氧化物，披覆于孔洞状载体的部份表面上；以及多个Pd粒子，位于孔洞状载体与金属氧化物上。

与现有技术的催化剂相比，本发明提供的催化剂可选择性地氢化共聚物的双键。也就是说，对于诸如SBS及SIS之类的共聚物，其既包含芳环上的双键，也包含聚丁二烯链段/聚异戊二烯链段中的双键，而利用本发明的催化剂和方法可选择性地仅氢化共聚物中占97％以上的其它链段上的双键而不氢化共聚物中不到5％的芳环上的双键，因此可以高转化率地形成SEBS与SEPS。

具体实施方式

本发明一实施例提供选择性氢化共聚物的方法。首先，提供一共聚物，其具有一芳香环与一双键。在本发明的一实施方式中，该共聚物是由一多烯单体与一乙烯基芳族单体共聚而成。举例来说，多烯单体可为丁二烯、异戊二烯、其它具有至少两个双键的单体、或上述单体的组合。乙烯基芳族单体可为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、其它乙烯基芳族单体、或上述单体的组合。上述共聚物具有一芳环与一双键，比如苯乙烯与丁二烯共聚形成的SBS，或苯乙烯与异戊二烯共聚形成的SIS。在本发明一实施例中，共聚物的数目平均分子量介于3万至40万之间。共聚物的数目平均分子量范围取决于产品所需的性质及其应用领域。