[发明专利]热塑性聚氨酯/嵌段共聚物组合物

说明书

技术领域

本发明涉及包含(a)单烯基芳烃和共轭二烯的阴离子未氢化嵌段共聚物和(b)热塑性聚氨酯弹性体的新型组合物，所述热塑性聚氨酯弹性体导致组合物性能方面令人意外的改进。

背景技术

热塑性聚氨酯(“TPU”)弹性体是迅速增长的热塑性弹性体领域中的一类重要的材料。TPU一般由长链二醇、扩链剂和多异氰酸酯制成。性能通过软链段和硬链段的相分离实现。通过例如将丁二醇添加到二异氰酸酯中形成的硬链段提供了机械强度和高温性能。由具有600-4000的分子量的长的挠性聚醚或聚酯链构成的软链段控制了低温性能、耐溶剂性和耐候性。

聚氨酯基热塑性弹性体具有可观范围的性能特征，例如突出的耐刮擦/耐磨性、优异的耐油性和高拉伸/撕裂强度。TPU可以通过注射模塑、吹膜、挤出、吹塑和压延加工。它被用于宽范围的应用，例如膜和片材、运动设备、软管/管形材料、医疗器械和汽车模塑件。然而，当要求低硬度(＜70A)时，例如在要求软触觉的应用中，TPU的应用受到限制。在不添加增塑剂的情况下制备软等级的TPU材料是困难的，而增塑剂在一些应用中是不希望的。

有人已经提出了TPU与其它聚合物的各种共混物。U.S.3,272,890公开了15-25重量％的聚氨酯在聚乙烯中的共混物。这通过首先在班伯里密炼机中使聚乙烯熔融和熔化并向其中添加聚氨酯来实现。在一系列的U.S.3,310,604；3,351,676和3,358,052中，公开了在其中分散了0.2-5重量％聚乙烯的聚氨酯。U.S.3,929,928教导到，具有80∶20-20∶80重量比的氯化聚乙烯与聚氨酯并含有1-10pph聚乙烯的共混物导致改进的可加工性，尤其是在通过研磨或压延的膜或片材的制造中。这样的共混物比单独的聚氨酯更经济。U.S.4,410,595和4,423,185公开了含5-70重量％热塑性聚氨酯和30-95％用官能团如羧基、羧酸酐、羧酸盐、羟基和环氧基改性的聚烯烃的软树脂组合物。所公开的共混物的特征之一是它们对其它聚合物物质如聚氯乙烯、丙烯酸系树脂、聚苯乙烯、聚丙烯腈等的粘附性。这种性能导致它们在聚合物层压体的共挤出、挤出涂覆、挤出层压等中的主要应用。US4,883,837公开了包含(A)聚烯烃、(B)热塑性聚氨酯和增容量的(C)至少一种改性聚烯烃的热塑性相容组合物。US 4,088,627公开了热塑性聚氨酯、选择性氢化的苯乙烯/二烯嵌段共聚物和至少一种不同的工程热塑性塑料的多组分共混物。US 7,030,189公开了热塑性聚氨酯、含极性基团的热塑性弹性体和另一种热塑性弹性体的共混物。

然而，这些共混物组合物中没有一种导致所希望的软触觉以及优异的透明性。需要的是具有合适硬度和希望的透明性的含TPU配混物。

发明内容

本发明的特定组合物是热塑性聚氨酯弹性体和特定单烯基芳烃/异戊二烯嵌段共聚物的共混物。已经证明，SIS嵌段共聚物对于TPU的硬度改进是非常有效的。已经令人惊奇地发现，TPU和SIS嵌段共聚物的共混物还导致优异的光学透明性。透明性不是可预期的，因为所述两种材料的溶解度参数不同。TPU是极性材料，SIS是非极性材料。由于极性和非极性材料的基本不相容性，这样的材料的典型共混物是混浊的。

因此，本发明广泛地包括新型嵌段共聚物组合物，该组合物具有小于70的根据ASTM D2240的肖氏A硬度和大于80％的根据ASTM D1003的透光率，其包含：

(a)约5-约50重量％的具有通用结构A-B、A-B-A、A-B-A-B、(A-B)_n、(A-B-A)_n、(A-B-A)_nX、(A-B)_nX或它们的混合物的固态未氢化嵌段共聚物，其中n为2-约30的整数，X是偶联剂残基，并且其中：

i.每个A嵌段是单烯基芳烃聚合物嵌段，并且每个B嵌段是异戊二烯嵌段；

ii.每个A嵌段具有约3,000-约60,000的数均分子量，并且每个B嵌段具有约30,000-约300,000的数均分子量；和

iv.所述嵌段共聚物中单烯基芳烃的总量为约5重量％-约50重量％；

(b)约50-约95重量％的具有大于约75的根据ASTM D2240的肖氏A硬度的热塑性聚氨酯弹性体。

如随后的实施例中所显示的，本发明的组合物将具有小于70的根据ASTM D2240的肖氏A和大于80％的根据ASTM D1003的透光率。关于特定的未氢化嵌段共聚物和热塑性聚氨酯连同制造它们的方法的细节在下面进一步描述。

实施本发明的方式