[发明专利]用异氰酸酯固化的官能化嵌段共聚物

说明书

本发明涉及用异氰酸酯固化的嵌段共聚物。本发明进一步涉及由这种嵌段共聚物制备的涂料、密封材料、粘合剂和改性沥青。

众所周知，传统的A-B-A型嵌段共聚物在涂料、密封材料、粘合剂和改性沥青领域具有广泛的应用。但是，如果该聚合物的某些物理性能如抗蠕变性和抗溶剂性较差，他们在上述产品上的实际应用则没有预期的那么大，例如，美国专利3，792，005中涉及了可由A-B-A型嵌段共聚物制备的涂料，其中A为单乙烯基芳族聚合物嵌段，一般为聚苯乙烯（S）;B是橡胶嵌段，一般为氢化聚丁二烯（EB）或氢化聚异戊二烯。由于这类聚合物能够被调制成具有良好的柔韧性（覆盖涂料的一项重要要求），因而在例如热循环，或金属成型时（随金属被弯曲，涂料被拉伸）等场合不产生龟裂，所以这类聚合物在弹性涂料领域具有特殊的用途。然而，由于涂料缺乏强的粘附性以及在与如汽油一类的有机液体接触的应用场合下，涂层将从底基上被溶解掉，因而以传统的A-B-A型嵌段共聚物为基础的涂料无法满足需要。

因此，提供一种抗蠕变和抗溶剂性都提高了的嵌段共聚物将是有益的。通过官能化这些传统嵌段共聚物，使其交联而产生具有良好耐高温性能的聚氨酯和聚脲结构，因而在涂料、密封材料、粘合剂和改性沥青应用领域它们较传统嵌段共聚物更有效。

本发明提供了由异氰酸酯固化的、由羟基、羧基或氨基官能化的乙烯基芳烃和共轭二烯选择性氢化嵌段共聚物。通过选择性氢化嵌段共聚物，在其上接枝带有羟基、羧基或氨基官能化单体，然后用异氰酸酯通过官能化作用固化可制备该聚合物，这种聚合物可用于涂料、粘合剂、密封材料和改性沥青以及其它领域。

本发明证明，在涂料、粘合剂、密封材料和改性沥青中，使用这种交联型官能化聚合物，在保持传统嵌段共聚物的很多优良性能的同时，抗蠕变和抗溶剂性的局限性可被克服，特别是聚合物中固化的官能度改善了这些性能。

本发明提供了一种涂覆底基的方法及其相应产品，包括用由异氰酸酯固化的选择性氢化的官能化乙烯基芳烃和共轭二烯烃嵌段共聚物涂覆底基的至少一个表面。羟基、羧基或氨基官能团以0.1-10%（重量百分比）的量接枝到聚合物上，然后用异氰酸酯固化以改善共聚物的物理性能。

已生产出主要含有下列一般结构的嵌段共聚物：

（A-B）_n-A或（A-B）_n

-其中嵌段A是乙烯基芳烃热塑性聚合物嵌段如聚苯乙烯，嵌段B是选择性氢化共轭二烯聚合物嵌段，n大于等于1。使终端的热塑性嵌段和中间的弹性聚合物嵌段的比例以及相对分子量处于平衡以获得具有最佳综合性能的橡胶体，使其性能类似于硫化橡胶而不需要真正的硫化过程。此外，这种嵌段共聚物不但可以设计得具有这种重要优点，而且可用热塑性加工设备处理，并可溶在很多较廉价的溶剂中。

该嵌段共聚物的制备过程不是本发明的关键。嵌段共聚物的制备可采用熟知的嵌段聚合成共聚合法，包括：单体顺序加入工艺、单体增量加入工艺和偶合工艺，如美国专利3，251，905;3，390，207;3，598，887和4，219，627所述。如在众所周知的嵌段共聚技术中所述的那样，在共聚二烯烃和乙烯基芳烃单体的混合物时，利用其共聚反应速率的不同可将标记共聚物嵌段引入多嵌段共聚物之中。不同的专利描述了含有标记共聚物嵌段的多嵌段共聚物的制备，如美国专利3，251，905;3，265，765;3，693，521及4，208，356所示。

可用来制备聚合物和共聚物的是那些含有4到8个碳原子的共轭二烯烃，包括1，3-丁二烯、2-甲基-1，3-丁二烯（异戊二烯）、2，3-二甲基-1，3-丁二烯、1，3-戊二烯以及1，3-己二烯等等。也可用这类共轭烯烃的混合物进行制备。最好的共轭二烯烃是1，3-丁二烯。

可用来制备选择性氢化嵌段共聚物的乙烯基芳烃包括：苯乙烯、邻-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对-叔丁基苯乙烯、1，3-二甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基萘、乙烯基蒽等等。最好的乙烯基芳烃是苯乙烯。