[发明专利]热塑性聚氨酯嵌段共聚物组合物

说明书

背景技术

相关申请的交叉引用

本申请要求序列号为61/260698，2009年11月12日申请的名称为热塑性聚氨酯嵌段共聚物组合物的美国临时专利申请的优先权。

技术领域

本发明一般涉及新型组合物，其包含(a)单链烯基芳烃和共轭二烯的受控分布的嵌段共聚物，其具有通式A-EB/A-A和(A-EB/A)nX，以及(b)热塑性聚氨酯弹性体，其引起该组合物在性能方面令人吃惊的改进。

背景技术

热塑性聚氨酯(“TPU”)弹性体是迅速发展的热塑性弹性体领域中一类重要的材料。TPUs通常由长链二醇、扩链剂和多异氰酸酯制备。通过软链段和硬链段的相分离实现性能。例如通过向二异氰酸酯中加入丁二醇形成的硬链段，提供了机械强度和高温性能。由分子量为600至4000的长的柔性聚醚或聚酯链组成的软链段，控制低温性能、耐溶剂性和耐候性。

基于聚氨酯的热塑性弹性体具有一系列令人印象深刻的性能特征，例如突出的耐划痕/耐磨性、优异的耐油性和高拉伸/撕裂强度。TPU可以通过注塑、吹膜、挤出、吹塑以及压延来加工。它被用于广泛的应用，例如膜和片材、运动设备、软管/管材、医疗装置以及汽车模制件。然而，当需要低硬度(＜70A)时，例如当需要柔软触感的用途时，TPU的应用受到限制。不加入增塑剂难以生产柔软级别的TPU材料，而在一些应用中增塑剂是所不希望使用的。

其他人已经提出了TPU与其它聚合物的各种共混物。U.S.3,272,890公开了15-25重量百分比的聚氨酯在聚乙烯中的混合物。这通过首先在向其中加入聚氨酯的班伯里密炼机中熔融和塑化聚乙烯来实现。在系列申请U.S.3,310,604；3,351,676；和3,358,052中公开了聚氨酯，其具有0.2-5重量百分比的分散在其中的聚乙烯。U.S.3,929,928教导了重量比为80∶20至20∶80的氯化聚乙烯与聚氨酯且含有1-10pph的聚乙烯的共混物，其带来了改进的加工性，特别是在通过辊磨或压延制造膜或片材中的加工性。此类共混物比单独的聚氨酯更经济。

U.S.4,410,595和4,423,185公开了软树脂组合物，其含有5-70重量百分比的热塑性聚氨酯和30-95百分比的用官能团例如羧基、羧酸酐、羧酸盐、羟基和环氧基等改性的聚烯烃。所述公开的共混物的一个特征是它们对其它聚合物质例如聚氯乙烯、丙烯酸类树脂、聚苯乙烯、聚丙烯腈等等的附着力。该性质给它们带来在聚合物层压材料的共挤出、挤出涂覆、挤出层压等等中的主要用途。US 4,883,837公开了热塑性相容组合物，其包括(A)聚烯烃，(B)热塑性聚氨酯和相容量的(C)至少一种改性聚烯烃。US 4,088,627公开了热塑性聚氨酯、选择性氢化苯乙烯/二烯嵌段共聚物和至少一种不同的工程热塑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，这些共混物组合物都没有产生所需的柔软触感以及优异的透明度。需要的是具有合适的硬度和所需的透明度的含有TPU的配混料。

发明内容

本发明的特别的组合物是热塑性聚氨酯弹性体和受控分布的嵌段共聚物的共混物。已经显示了S-EB-S和(S-EB/S)nX嵌段共聚物对于TPUs的硬度改善是非常有效的。已经令人吃惊地发现，TPU S-EB-S和(S-EB/S)nX嵌段共聚物的共混物也产生优异的光学透明度。透明度不是预期的，因为这两种材料的溶解度参数不同。TPU是极性材料，而S-EB-S和(S-EB/S)nX是非极性的。此类材料典型的共混物是浑浊的，由于极性和非极性材料的基本不相容性。

根据本发明的一个实施方案，一种新型嵌段共聚物组合物包括具有至少一个嵌段A和至少一个嵌段B的氢化嵌段共聚物，且其中：

a.在氢化前，每个A嵌段是单烯基芳烃均聚物嵌段，且每个B嵌段是至少一个共轭二烯和至少一个单烯基芳烃的受控分布的共聚物嵌段；

b.氢化之后，大约0-10％的芳烃双键被还原，且至少大约90％的共轭二烯的双键被还原；

c.每个A嵌段具有介于大约3,000和大约60,000之间的数均分子量，且每个B嵌段具有介于大约30,000和大约300,000之间的数均分子量；

d.每个B嵌段包含邻近A嵌段、富含共轭二烯单元的末端区域，以及一个或更多的不邻近A嵌段、富含单烯基芳烃单元的区域；

e.在氢化嵌段共聚物中，单烯基芳烃的总量为大约5重量百分比至大约80重量百分比；且