表面改性聚合材料、改性官能化聚合物、功能聚合物和方法技术

本发明专利技术涉及新的改进的或改性的聚合物材料、膜、基底等以及新的改进的或改性的方法以对所述聚合物基底表面的物理和/或化学性质永久地进行改性以用于各种最终用途或应用。例如，一种改进的方法使用卡宾和/或氮烯改性剂对官能化聚合物进行化学改性以形成能与所述聚合物基底的表面进行化学反应的化学物种并改变其化学反应性。这种方法可能包括插入机制以对所述聚合物基底进行改性以增加或减少其表面能、极性、亲水性或疏水性、亲油性或疏油性等，从而改进所述聚合物基底与(例如)涂料、材料、相邻层等的兼容性。此外，本发明专利技术可用于生产化学改性膜、纤维、中空纤维、纺织品等，例如用于生产聚烯烃微孔电池隔膜或膜，其具有改进的亲水性或可湿性、具有能改进高温稳定性的在聚烯烃中的交联性等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请案的交叉引用本申请要求于2011年7月18日提交的序列号为61/508，725的美国临时专利申请以及于2011年10月17日提交的序列号为61/547，812的美国临时专利申请中每一个的优先权和权益，据此，该两个申请通过引用而全部并入本文。
本专利技术涉及表面改性聚合材料、改性官能化聚合物、功能聚合物、包括改性官能化聚合物的化学改性基底、制造和/或使用表面改性聚合材料、改性官能化聚合物、功能聚合物和/或包括改性官能化聚合物的化学改性基底的方法、对官能化聚合物进行改性的方法和/或使用改性官能化聚合物以与基底的表面进行化学反应的方法和/或使用这种化学改性基底的方法。至少某些实施方案涉及改性官能化聚合物、功能聚合物以及对官能化聚合物进行改性以对多孔和/或无孔聚合物基底进行化学改性的方法和/或使用这种改性基底的方法。至少选定的实施方案涉及改性官能化聚合物、功能聚合物以及对官能化聚合物进行改性以对多孔和/或微孔聚合物基底进行化学改性的方法和/或使用这种改性基底的方法。至少某些实施方案涉及对某些官能化聚合物进行改性以使其在基底的表面特性中产生变化。根据至少选定的可能优选的实施方案，本专利技术涉及使用卡宾和/或氮烯交联改性剂以对官能化聚合物进行化学改性以形成能够对基底的表面进行化学改性并在基底的表面特性中产生变化以用于预定应用的改性官能化聚合物。根据至少选定的可能优选的实施方案，本专利技术涉及使用卡宾和/或氮烯交联改性剂(组分B)以使用官能化聚合物(组分A)对聚合表面进行共价改性。这种改性可以改变聚合表面的化学反应性以使改性基底具有专门设计的官能性以用于预定的最终用途或应用。专利技术背景 存在各种方法以对聚合材料的表面的物理或化学性质进行改性。某些已知的对聚合材料表面的改性通常是易变的并无法永久地对聚合物基底进行改性以用于各种最终用途的应用。一种这样的已知方法为对聚合物基底的表面进行处理或前处理，例如使用紫外线、等离子体或电晕处理。这样的处理可能是严厉的，特别是对于薄膜和某些聚合物种类来说。使用这些方法学可能会导致对聚合物基底表面造成机械或化学损伤的风险。在一些情况下，损伤会危及用于其预定最终用途的应用的改性聚合物的性能。因此，需要改进的方法以对聚合材料表面的物理和/或化学性质进行改性。特别地，需要改进或新型的方法以对聚合物基底永久地进行改性以用于各种最终用途的应用，以及表面改性聚合材料、改性官能化聚合物、功能聚合物、这种材料的使用等。专利技术概要根据至少选定的实施方案，本专利技术可提供改进的方法以对聚合材料表面的物理和/或化学性质进行改性、改进的或新型的方法以永久地对聚合物基底进行改性以用于各种最终用途的应用、表面改性聚合材料、改性官能化聚合物、功能聚合物、这种材料的使用等或至少解决对其的需要。本专利技术的至少某些实施方案可解决上述需要并涉及改性官能化聚合物、功能聚合物和包括改性官能化聚合物的化学改性基底、对官能化聚合物进行改性的方法和/或使用改性官能化聚合物与基底表面进行化学反应的方法和/或使用这种化学改性基底的方法。更特别地，至少某些实施方案涉及对某些官能化聚合物进行改性以使其在基底的表面特性中产生变化。根据至少选定的优选实施方案，本专利技术涉及使用，优选为卡宾、氮烯或组合的卡宾和氮烯交联改性剂(组分B或改性剂组分B)或其前体对官能化聚合物(组分A或官能化组分A)进行化学改性以形成改性官能化聚合物A-B，其随后能对聚合物基底的表面进行化学改性并在聚合物基底的表面特性中产生变化以用于预定应用、产品、工艺或最终用途。卡宾(R-C:)为一类含有二价碳原子，即仅使用了能在不具有相关联的离子电荷的情况下形成有其他原子的4个键中的2个键的碳原子的高反应性分子中的任一成员。氮烯(R-N:)为卡宾的氮类似物且仅具有六个价电子。氮烯和卡宾为反应性中间体，其能够与功能组分A反应以形成在本文被称为“改性官能化聚合物A-B”的特殊化学物种，该改性官能化聚合物A-B能够与聚合物基底反应，从而将具体的化学官能性附至聚合物基底并修改聚合物基底的化学结构或特性以专门用于预定的最终用途。具有具体的化学官能性的改性官能化聚合物A-B与基底的聚合表面的化学反应将导致基底的聚合表面的永久改性(化学改性)。更具体地，官能化组分A与改性剂组分B的反应能产生能作为粘合促进剂/降级剂的改性官能化聚合物A-B。具有具体的化学官能性的改性官能化聚合物A-B与基底的聚合表面的化学反应将导致基底的聚合表面的永久改性。更具体地，官能化组分A与改性剂组分B的反应能产生能作为粘合促进剂/降级剂的改性官能化聚合物A-B，其随后能化学性地结合至聚合物基底的表面并改变聚合物基底的表面能，从而在粘合剂或层叠应用中产生增强的粘合特性。更具体地，改性官能化聚合物A-B能共价地对具有较低或较高表面能的聚合物基底进行改性，其阻碍功能组分A的直接附加。更具体地，改性官能化聚合物A-B能对具有极性的聚合物基底进行改性，其限制和/或防止功能聚合物A的直接附加。更具体地，改性官能化聚合物A-B能对具有亲水或疏水表面的聚合物基底进行改性，其能限制和/或防止功能组分A的直接附加。更具体地，改性官能化聚合物A-B能对具有亲油或疏油表面的聚合物基底进行改性，其能限制和/或防止功能组分A的直接附加。更具体地，改性官能化聚合物A-B能通过改变其表面能而对聚合物基底进行改性。更具体地，改性官能化聚合物A-B能用于增加或降低聚合物基底的有效表面能，从而改进其与，例如涂料、材料、相邻层等的兼容性。更具体地，改性官能化聚合物A-B能对具有极性的聚合物基底进行改性，其限制和/或防止功能聚合物A的直接附加；能对具有亲水或疏水表面的聚合物基底进行改性，其能限制和/或防止功能组分A的直接附加；或能对具有亲油或疏油表面的聚合物基底进行改性，其能限制和/或防止功能组分A的直接附加。本专利技术的至少某些实施方案可解决上述需要并涉及改性官能化聚合物、功能聚合物和包括改性官能化聚合物的化学改性基底、对官能化聚合物进行改性的方法和/或使用改性官能化聚合物与基底表面进行化学反应的方法和/或使用这种化学改性基底的方法。至少某些实施方案涉及改性官能化聚合物、功能聚合物以及对官能化聚合物进行改性以对多孔和无孔聚合物基底进行化学改性的方法和使用这种改性基底的方法。至少选定的实施方案涉及改性官能化聚合物、功能聚合物以及对官能化聚合物进行改性以对多孔和微孔聚合物基底进行化学改性的方法和使用这种改性基底的方法。本专利技术的至少某些选定的实施方案解决了对多孔聚合基底的表面进行改性的需要。本专利技术的至少选定的实施方案解决了上述需要和/或涉及改性多孔聚合膜基底、制造改性聚合多孔膜基底的方法和/或使用改性聚合多孔膜基底和化学改性聚烯烃微孔膜的方法、制造化学改性聚烯烃微孔膜的方法和/或使用化学改性聚烯烃微孔膜和化学改性聚烯烃微孔电池隔膜或电池隔膜的膜的方法、制造化学改性聚烯烃微孔电池隔膜或电池隔膜的膜的方法和/或使用化学改性聚烯烃微孔电池隔膜或电池隔膜的膜的方法、为了与聚烯烃形成碳-碳或共价键而经含有卡宾和/或氮烯中间体的改性官能化聚合物A-B与聚烯烃的碳-氢键的反应所进行的聚烯烃微孔电池隔膜或隔膜的膜的化学改性、改进锂离子充电电池中聚烯烃微孔电池隔膜或隔膜的膜的亲本文档来自技高网...

【技术保护点】
改性聚合物基底、表面改性聚合材料、改性官能化聚合物、功能聚合物或包括本文所示或所述的改性官能化聚合物的化学改性基底。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.18 US 61/508,725;2011.10.17 US 61/547,8121.改性聚合物基底、表面改性聚合材料、改性官能化聚合物、功能聚合物或包括本文所示或所述的改性官能化聚合物的化学改性基底。2.根据权利要求1所述的发明，其中所述改性聚合物基底为化学改性聚合物基底。3.根据权利要求1所述的发明，其中所述改性聚合物基底为多孔聚合物基底、无孔聚合物基底、多孔中空纤维、无孔中空纤维、多孔电池隔膜或膜、薄膜、化学改性聚合物基底、纤维、纺织品、聚烯烃材料、聚烯烃共混物、聚丙烯材料、聚乙烯材料、聚合物面层、复合材料、其组合等中的至少一种。4.根据权利要求1所述的发明，其中所述改性聚合物基底是通过卡宾和氮烯中间体中的至少一个与所述聚合物基底的碳-氢键的化学反应进行化学改性以通过插入机制将至少一个改性官能化聚合物共价地附至所述改性聚合物基底。5.制造或使用改性聚合物基底、表面改性聚合材料、改性官能化聚合物、功能聚合物或包括改性官能化聚合物的化学改性基底、薄膜、中空纤维、纤维、纺织品、复合材料、层、表面、化学改性聚烯烃微孔膜、化学改性聚烯烃微孔电池隔膜或电池隔膜的膜、微孔电池隔膜或电池隔膜的膜、带筋材料和其组合的方法，改进锂离子充电电池中所述聚烯烃微孔电池隔膜的可湿性的方法，将交联性引入所述聚烯烃微孔隔膜的方法以及/或本文所示或所述的类似方法。6.根据权利要求5所述的方法，包括通过卡宾和氮烯中间体中的至少一个与所述聚烯烃的所述碳-氢键的化学反应对聚烯烃微孔电池隔膜的膜进行化学改性、改进适用于锂离子充电电池中的聚烯烃微孔电池隔膜的可湿性、将交联性引入聚烯烃微孔电池隔膜等中的至少一个步骤。7.在电池隔膜中，改进包括聚烯烃微孔膜，其具有经化学改性的至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·K·斯托克斯，卡尔·F·休米斯顿，
申请(专利权)人：赛尔格有限责任公司，
类型：
国别省市：