磺化聚合物及其组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种组合物，其包含具有至少0.5meq/g的离子交换能力(IEC)的磺化苯乙烯嵌段共聚物(SSBC)和至少一种与SSBC反应以形成交联的SSBC的化合物，所述化合物选自：(i)交联剂，(ii)金属阳离子，和(iii)非磺化聚合物。根据ASTM D412标准，由含有交联的SSBC的组合物制备的薄膜在1周后测量的湿状态下的韧性为1.2

【技术实现步骤摘要】
磺化聚合物及其组合物


[0001]本公开内容涉及一种含有磺化苯乙烯嵌段共聚物的组合物、其制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]各种水净化系统被用来净化自然和污染的水源。生产用于饮用或其他工业用途的纯净水需要更专业的过滤器和/或对水源的化学处理。水的净化可以通过膜过滤、离子交换器、亚微米颗粒过滤器或纳米过滤器、紫外线、臭氧处理等实现。膜已被用于净化系统，以去除污染物和其他微粒。用于制备膜的材料在水的净化和延长净化系统的寿命(即耐用性)方面起着关键作用。磺化嵌段共聚物已被用作水净化系统的膜材料。
[0003]磺化嵌段共聚物还被用于其他应用，包括电池、燃料电池和甚至作为抗菌保护层，如已公布的PCT申请WO2021/212147所述。
[0004]需要特别在暴露于潮湿条件下的应用(如水净化)或暴露于外部环境的抗菌应用中具有所需性能的改进的磺化苯乙烯嵌段共聚物组合物。
[0005]专利技术概述
[0006]在一个方面，本公开涉及一种组合物，其包含以下物质、基本上由以下物质组成或者由以下物质下组成：(a)具有至少0.5meq/g的离子交换能力(IEC)的磺化苯乙烯嵌段共聚物(SSBC)，其中所述SSBC是通过将苯乙烯嵌段共聚物(SBC)前体进行磺化获得；和(b)足量的至少一种与SSBC反应以形成交联的SSBC的化合物。(b)化合物选自：(i)选自以下的交联剂：多官能的丙烯酸酯、具有至少两个乙烯基的化合物、二异氰酸酯、多异氰酸酯、聚酯二醇及其混合物，(ii)选自以下的金属阳离子：乙酸锌、草酸铁(II)、异丁酸铜(II)、硬脂酸钙、2
‑
乙基己酸铝、2
‑
乙基己氧化钛(IV)、氢氧化铝、氧化铝、氯化铝、三乙基铝、氧化铁(III)、氧化铜(II)、氧化锌、氧化亚铜(I)、氧化钙及其混合物，和(iii)非磺化聚合物(nSP)，所述非磺化聚合物具有至少一个嵌段D'和任选的选自A'、B'及其混合物的嵌段。每个嵌段D'得自共轭二烯单体，具有至少35wt％的乙烯基含量，基于嵌段D'中聚合的共轭二烯单体的总重量。每个嵌段A'得自至少一种选自下述的化合物：聚合的(i)对位取代的苯乙烯，(ii)乙烯，(iii)3
‑
18个碳原子的α烯烃，(iv)1,3
‑
环二烯，(v)共轭二烯，(vi)丙烯酸酯，(vii)甲基丙烯酸酯，和(viii)它们的混合物。每个嵌段B'得自乙烯基芳族单体。由含有交联的SSBC的组合物制备的薄膜具有1.2
‑
8MJ/m3的在1周后测量的湿状态下的韧性和3.2
‑
8MPa的在1周后测量的湿状态下的拉伸应力，这二者均根据ASTMD412测量。
[0007]在第二方面，所述SBC前体具有以下一般构型：A
‑
B
‑
A、(A
‑
B)
n
(A)、(A
‑
B
‑
A)
n
、(A
‑
B
‑
A)
n
X、(A
‑
B)
n
X、A
‑
D
‑
B、A
‑
B
‑
D、A
‑
D
‑
B
‑
D
‑
A、A
‑
B
‑
D
‑
B
‑
A、(A
‑
D
‑
B)
n
A、(A
‑
B
‑
D)
n
A、(A
‑
D
‑
B)
n
X、(A
‑
B
‑
D)
n
X、(A
‑
D
‑
B
‑
D
‑
A)
n
X、(A
‑
B
‑
D
‑
B
‑
A)
n
X或其混合物。其中n是2
‑
30的整数，X是偶联剂残基；嵌段A和D是抗磺化的，嵌段B是易磺化的。每个嵌段A包括聚合的对取代的苯乙烯单体，所述单体选自对甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯、对正丙基苯乙烯、对异丙基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对仲丁基苯乙烯、对异丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对癸基苯乙烯的异构体、对十二烷
基苯乙烯的异构体及其混合物。每个嵌段B包括聚合的乙烯基芳族单体，所述单体选自未取代的苯乙烯、邻位取代的苯乙烯、间位取代的苯乙烯、α
‑
甲基苯乙烯、1,1
‑
二苯基乙烯、1,2
‑
二苯基乙烯及其混合物。每个嵌段D包括聚合的共轭二烯单体，所述单体选自异戊二烯、1,3
‑
丁二烯、2,3
‑
二甲基
‑
1,3
‑
丁二烯、1
‑
苯基
‑
1,3
‑
丁二烯、1,3
‑
戊二烯、1,3
‑
己二烯、3
‑
丁基
‑
1,3
‑
辛二烯、法呢烯、月桂烯、戊间二烯、环己二烯及其混合物。
[0008]在第三方面，基于嵌段B的总摩尔数，嵌段B的磺化度为10
‑
100mol％。
[0009]在第四方面，嵌段D具有60
‑
99％的氢化程度，且每个嵌段A和B独立具有最高20％的氢化程度。
[0010]专利技术详述
[0011]以下术语将在本说明书中使用。
[0012]“[A、B和C]中的至少一个(一种)”或“[A、B和C]中的任何一个(一种)”意味着其中的单个成员、其中的一个以上的成员或其中的成员的组合。例如，A、B和C中的至少一个(一种)包括例如仅有A、仅有B或仅有C，以及A和B、A和C、B和C，或A、B和C，或A、B和C的任何其他所有组合。以“A、B或C”呈现的实施方案应被解释为包括仅有A、仅有B、仅有C、“A或B”、“A或C”、“B或C”或“A、B或C”的实施方案。
[0013]“共聚物”是指由一种以上的单体衍生的聚合物。
[0014]“嵌段共聚物”是指包括一种以上的单体的共聚物，其中各单体以嵌段形式存在。每个嵌段由一组单体单元构成，所述一组单体单元与同一嵌段共聚物中相连的周围嵌段的一组单体不同。每个嵌段可以由均聚物或无规共聚物构成。
[0015]嵌段共聚物的“聚苯乙烯含量”或PSC是指聚合的乙烯基芳族单体(例如嵌段共聚物中的苯乙烯)的重量％，通过将所有乙烯基芳族单元的分子量之和除以嵌段共聚物的总分子量来计算。PSC可以使用任何合适的方法如质子核磁共振(NMR)来确定。
[0016]“分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合物，其包含：(a)具有至少0.5meq/g的离子交换能力IEC的磺化苯乙烯嵌段共聚物，其中所述磺化苯乙烯嵌段共聚物是通过将苯乙烯嵌段共聚物前体进行磺化而获得；和(b)足量的至少一种与磺化苯乙烯嵌段共聚物反应以形成交联的磺化苯乙烯嵌段共聚物的化合物，其选自:(i)选自下述的交联剂：多官能的丙烯酸酯、具有至少两个乙烯基的化合物、二异氰酸酯、多异氰酸酯、聚酯二醇、及其混合物，(ii)选自下述的金属阳离子：乙酸锌、草酸铁(II)、异丁酸铜(II)、硬脂酸钙、2
‑
乙基己酸铝、2
‑
乙基己氧化钛(IV)、氢氧化铝、氧化铝、氯化铝、三乙基铝、氧化铁(III)、氧化铜(II)、氧化锌、氧化亚铜(I)、氧化钙及其混合物，和(iii)非磺化聚合物，其具有至少一个嵌段D'和任选的选自A'、B'及其混合物的嵌段，每个嵌段D'得自共轭二烯单体，具有至少35wt％的乙烯基含量，基于嵌段D'中聚合的共轭二烯单体的总重量，每个嵌段A'得自至少一种选自下述的化合物：聚合的(i)对位取代的苯乙烯、(ii)乙烯、(iii)3
‑
18个碳原子的α烯烃、(iv)1,3
‑
环二烯、(v)共轭二烯、(vi)丙烯酸酯、(vii)甲基丙烯酸酯、和(viii)它们的混合物，和每个嵌段B'得自乙烯基芳族单体；其中，由含有所述交联的磺化苯乙烯嵌段共聚物的组合物制备的薄膜在湿状态下1周后测量的韧性为1.2
‑
8MJ/m3、在湿状态下1周后测量的拉伸应力为3.2
‑
8MPa，二者均根据ASTM D412测量。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述苯乙烯嵌段共聚物前体的一般构型为A
‑
B
‑
A、(A
‑
B)
n
(A)、(A
‑
B
‑
A)
n
、(A
‑
B
‑
A)
n
X、(A
‑
B)
n
X、A
‑
D
‑
B、A
‑
B
‑
D、A
‑
D
‑
B
‑
D
‑
A、A
‑
B
‑
D
‑
B
‑
A、(A
‑
D
‑
B)
n
A、(A
‑
B
‑
D)
n
A、(A
‑
D
‑
B)
n
X、(A
‑
B
‑
D)
n
X、(A
‑
D
‑
B
‑
D
‑
A)
n
X、(A
‑
B
‑
D
‑
B
‑
A)
n
X或其混合物，其中n是2
‑
30的整数，X是偶联剂残基，嵌段A和D是抗磺化的，嵌段B是易磺化的；和其中：每个嵌段A包括聚合的对位取代的苯乙烯单体，所述对位取代的苯乙烯单体选自对甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯、对正丙基苯乙烯、对异丙基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对仲丁基苯乙烯、对异丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对癸基苯乙烯的异构体、对十二烷基苯乙烯的异构体及其混合物；每个嵌段B包括聚合的乙烯基芳族单体，所述乙烯基芳族单体选自未取代的苯乙烯、邻位取代的苯乙烯、间位取代的苯乙烯、α
‑
甲基苯乙烯、1,1
‑
二苯基乙烯、1,2
‑
二苯基乙烯及其混合物；和每个嵌段D包括聚合的共轭二烯单体，所述共轭二烯单体选自异戊二烯、1,3
‑
丁二烯、2,3
‑
二甲基
‑
1,3
‑
丁二烯、1
‑
苯基
‑
1,3
‑
丁二烯、1,3
‑
戊二烯、1,3
‑
己二烯、3
‑
丁基
‑
1,3
‑
辛二烯、法呢烯、月桂烯、戊间二烯、环己二烯及其混合物。3.根据权利要求2所述的组合物，其中基于嵌段B的总摩尔数，嵌段B的磺化度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫佳琪，M，
申请(专利权)人：科腾聚合物荷兰有限责任公司，
类型：发明
国别省市：