CN116444934A - 组合物和弹性体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种组合物,其含有:通式(A):Ar1a‑Da‑Ar2a所表示的嵌段共聚物A;通式(B):Ar1b‑Db‑Ar2b所表示的嵌段共聚物B;以及通式(C):(Arc‑Dc)n‑X所表示的嵌段共聚物C,上述嵌段共聚物A的芳香族乙烯基单体单元的含量相对于构成上述嵌段共聚物A的全部单体单元为40~50重量%,上述嵌段共聚物B的芳香族乙烯基单体单元的含量相对于构成上述嵌段共聚物B的全部单体单元为20~30重量%,上述嵌段共聚物C的芳香族乙烯基单体单元的含量相对于构成上述嵌段共聚物C的全部单体单元小于20重量%。
Description
本申请是申请号为201980053821.2的发明专利申请的分案申请,原申请的申请日为2019年8月28日,发明名称为“组合物和弹性体”。
技术领域
本发明涉及含有具有芳香族乙烯基聚合物嵌段和共轭二烯聚合物嵌段的嵌段共聚物的组合物,进一步详细而言,涉及能够得到成型性优异、膜厚变化小、永久伸长率小的弹性体的组合物以及由该组合物得到的弹性体。
背景技术
在热塑性弹性体中,芳香族乙烯基-共轭二烯-芳香族乙烯基嵌段共聚物特别富于弹性且柔软,因此其代表性的用途之一是作为在纸尿布、生理用品等卫生用品中所使用的伸缩性膜的材料。
纸尿布、生理用品等卫生用品要求对穿戴者的活动的跟随性、适合性,因此在各部分使用伸缩性膜。例如,作为纸尿裤的一种的短裤型纸尿裤等卫生用品需要即使穿戴者剧烈活动或进行长时间的穿戴也不会产生错位,因此所使用的伸缩性膜要求兼具高的弹性模量和小的永久伸长率。
在专利文献1中,作为在成型为膜状后以较高的水平兼顾高的弹性模量和小的永久伸长率、并且能够以良好的成型性进行成型的嵌段共聚物组合物,提出了一种如下的嵌段共聚物组合物,其相对于100重量份的具有至少1个芳香族乙烯基聚合物嵌段和至少1个共轭二烯聚合物嵌段而成的嵌段共聚物,含有25~150重量份的芳香族乙烯基聚合物和0.2~10重量份的脂肪酸酰胺。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-69565号公报。
发明内容
发明要解决的问题
本发明第一目的在于,提供一种能够得到成型性优异、膜厚变化小、永久伸长率小的弹性体的组合物。
此外,本发明的第二目的在于,提供一种能够得到色泽和低臭味性优异、耐臭氧龟裂性优异的弹性体的组合物。
用于解决问题的方案
本发明人们为了实现第一目的进行了深入研究,结果发现,当组合使用结构不同的3种嵌段共聚物、并且适当调节构成各嵌段共聚物的几种嵌段的重均分子量和各嵌段共聚物中的芳香族乙烯基单体单元的含量时,能够得到具有优异的成型性的组合物,能够得到膜厚变化小、永久伸长率小的弹性体,由此完成了本发明。
即,根据本发明,可提供一种组合物(以下,有时称为“第一组合物”),其含有:
通式(A):Ar1a-Da-Ar2a所表示的嵌段共聚物A(式中,Ar1a表示重均分子量为5000~20000的芳香族乙烯基聚合物嵌段,Da表示共轭二烯聚合物嵌段,Ar2a表示重均分子量为超过20000且为400000以下的芳香族乙烯基聚合物嵌段);
通式(B):Ar1b-Db-Ar2b所表示的嵌段共聚物B(式中,Ar1b和Ar2b分别表示重均分子量为5000~20000的芳香族乙烯基聚合物嵌段,Db表示共轭二烯聚合物嵌段);以及
通式(C):(Arc-Dc)n-X所表示的嵌段共聚物C(式中,Arc表示芳香族乙烯基聚合物嵌段,Dc表示共轭二烯聚合物嵌段,n表示2以上的整数,X表示偶联剂的残留基团),
上述嵌段共聚物A的芳香族乙烯基单体单元的含量相对于构成上述嵌段共聚物A的全部单体单元为40~50重量%,
上述嵌段共聚物B的芳香族乙烯基单体单元的含量相对于构成上述嵌段共聚物B的全部单体单元为20~30重量%,
上述嵌段共聚物C的芳香族乙烯基单体单元的含量相对于构成上述嵌段共聚物C的全部单体单元小于20重量%。
在本发明的第一组合物中,优选共轭二烯聚合物嵌段(Da)的乙烯基键含量为1~20摩尔%,共轭二烯聚合物嵌段(Da)的重均分子量为40000~400000。
在本发明的第一组合物中,优选共轭二烯聚合物嵌段(Db)的乙烯基键含量为1~20摩尔%,共轭二烯聚合物嵌段(Db)的重均分子量为40000~400000。
在本发明的第一组合物中,优选上述嵌段共聚物A和上述嵌段共聚物B通过如下的制造方法得到:按照芳香族乙烯基单体、共轭二烯单体、接着芳香族乙烯基单体的顺序逐步聚合来形成聚合物嵌段。
在本发明的第一组合物中,优选通式(C)中的n为2~4的整数。
在本发明的第一组合物中,优选共轭二烯聚合物嵌段(Dc)的乙烯基键含量为1~20摩尔%,共轭二烯聚合物嵌段(Dc)的重均分子量为20000~200000。
在本发明的第一组合物中,优选上述嵌段共聚物C通过如下的制造方法得到:将芳香族乙烯基单体和共轭二烯单体进行聚合来形成二嵌段链,使上述二嵌段链和偶联剂反应进行偶联。
本发明的第一组合物优选还含有通式(D):Ard-Dd所表示的嵌段共聚物D(式中,Ard表示芳香族乙烯基聚合物嵌段、Dd表示共轭二烯聚合物嵌段),上述嵌段共聚物D的芳香族乙烯基单体单元的含量相对于构成上述嵌段共聚物D的全部单体单元小于20重量%。
本发明的第一组合物优选还含有蜡,上述蜡含有直链状烃和支链状烃,直链状烃(正(normal)-体)和支链状烃(异(isomer)-体)的重量比(正-体/异-体)为30/70~99/1,上述蜡的熔点小于80℃,上述组合物中的上述蜡的含量相对于上述组合物中的合计100重量份的嵌段共聚物为0.1~5重量份。
此外,本发明人们为了实现第二目的进行了深入研究,结果发现,通过对嵌段共聚物添加以特定的重量比含有直链状烃和支链状烃且具有较低的熔点的蜡,能够得到色泽和低臭味性优异的组合物,能够得到耐臭氧龟裂性优异的弹性体,由此完成了本发明。
此外,根据本发明,可提供一种组合物(以下有时称为“第二组合物”),其含有:具有至少1个芳香族乙烯基聚合物嵌段和至少1个共轭二烯聚合物嵌段的嵌段共聚物、以及蜡,上述蜡含有直链状烃和支链状烃,直链状烃(正-体)和直链状烃(异-体)的重量比(正-体/异-体)为30/70~99/1,上述蜡的熔点小于80℃,上述组合物中的上述蜡的含量相对于100重量份的上述嵌段共聚物为0.1~5重量份。
此外,根据本发明,可提供一种由上述第一和第二组合物得到的弹性体。
上述弹性体优选为卫生材料用弹性体。
上述弹性体或上述卫生材料用弹性体优选为膜或线。
发明效果
根据本发明,可以提供一种能够得到成型性优异、膜厚变化小、永久伸长率小的弹性体的第一组合物。
此外,根据本发明,可以提供一种能够得到色泽和低臭味性优异、耐臭氧龟裂性优异的弹性体的第二组合物。
具体实施方式
本发明的第一组合物含有嵌段共聚物A、嵌段共聚物B及嵌段共聚物C。
(嵌段共聚物A)
嵌段共聚物A是下述的通式(A)所表示的共聚物。
通式(A):Ar1a-Da-Ar2a
(式中,Ar1a表示重均分子量为5000~20000的芳香族乙烯基聚合物嵌段,Da表示共轭二烯聚合物嵌段,Ar2a表示重均分子量超过20000且为400000以下的芳香族乙烯基聚合物嵌段)
芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)是以将芳香族乙烯基单体进行聚合得到的芳香族乙烯基单体单元为主要的重复单元而构成的聚合物嵌段。
用于构成芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)的芳香族乙烯基单体单元的芳香族乙烯基单体,只要是芳香族乙烯基化合物则没有特别限定,可举出例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-乙基苯乙烯、3-乙基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、2,4-二异丙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、5-叔丁基-2-甲基苯乙烯、2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯、4-氯苯乙烯、4-溴苯乙烯、2-甲基-4,6-二氯苯乙烯、2,4-二溴苯乙烯、乙烯基萘等。在这些中,优选使用苯乙烯。这些芳香族乙烯基单体能够单独使用1种或组合使用2种以上。此外,2个芳香族乙烯基聚合物嵌段可以由相同的芳香族乙烯基单体单元构成,也可以由不同的芳香族乙烯基单体单元构成。
此外,芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)只要以芳香族乙烯基单体单元为主要的重复单元则也可以包含除此以外的单体单元。作为构成芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)中所能够包含的除了芳香族乙烯基单体单元以外的单体单元的单体,可举出例如1,3-丁二烯、异戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯)等共轭二烯单体、α,β-不饱和腈单体、不饱和羧酸或酸酐单体、不饱和羧酸酯单体、非共轭二烯单体等。除了芳香族乙烯基单体单元以外的单体单元在芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)中的含量优选为20重量%以下,更优选为10重量%以下,特别优选实质上为0重量%。即,芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)优选实质上仅由1种或2种以上的芳香族乙烯基单体单元形成,特别优选仅由苯乙烯单元形成。
在嵌段共聚物A中,芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)的重均分子量不同。本发明的第一组合物由于含有这样的非对称的嵌段共聚物A,所以能够得到成型性优异、膜厚变化小、永久伸长率小的弹性体。
芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)的重均分子量为5000~20000,更优选为6000~18000,进一步优选为7000~16000。
芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)的重均分子量超过20000且为400000以下,更优选为25000~300000,进一步优选为30000~200000。
共轭二烯聚合物嵌段(Da)是以将共轭二烯单体进行聚合得到的共轭二烯单体单元为主要的重复单元而构成的聚合物嵌段。
用于构成共轭二烯聚合物嵌段(Da)的共轭二烯单体单元的共轭二烯单体只要是共轭二烯化合物则没有特别限定,可举出例如1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-氯-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯、月桂烯、金合欢烯等。在这些中,优选使用1,3-丁二烯和/或异戊二烯,特别优选使用异戊二烯。这些共轭二烯单体能够单独使用1种或组合使用2种以上。进而,也可以对共轭二烯聚合物嵌段(Da)的不饱和键的一部分进行加氢反应。
此外,共轭二烯聚合物嵌段(Da)只要以共轭二烯单体单元为主要的重复单元则也可以包含除此以外的单体单元。作为构成共轭二烯聚合物嵌段(Da)中所能够包含的除了共轭二烯单体单元以外的单体单元的单体,可例示苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基单体、α,β-不饱和腈单体、不饱和羧酸或酸酐单体、不饱和羧酸酯单体、非共轭二烯单体。除了共轭二烯单体单元以外的单体单元在共轭二烯聚合物嵌段(Da)中的含量优选为20重量%以下,更优选为10重量%以下,特别优选实质上为0重量%。即,共轭二烯聚合物嵌段(Da)优选实质上仅由1种或2种以上的共轭二烯单体单元形成,特别优选仅由异戊二烯单元形成。
共轭二烯聚合物嵌段(Da)的乙烯基键含量(1,2-乙烯基键单元和3,4-乙烯基键单元在共轭二烯聚合物嵌段(Da)中的全部共轭二烯单体单元中所占的比例)没有特别限定,优选为1~20摩尔%,更优选为2~15摩尔%,特别优选为3~10摩尔%。当乙烯基键含量过多时,存在得到的弹性体的柔软性受损的倾向。
共轭二烯聚合物嵌段(Da)的重均分子量优选为40000~400000,更优选为45000~350000,进一步优选为50000~300000。
嵌段共聚物A的重均分子量(即,嵌段共聚物A整体的重均分子量)优选为65000~800000,更优选为70000~700000,进一步优选为75000~650000。
需要说明的是,在本发明中,各聚合物嵌段的重均分子量和嵌段聚合物整体的重均分子量作为利用高效液相色谱测定的聚苯乙烯换算的值来求出。
此外,各聚合物嵌段的重均分子量和嵌段聚合物整体的重均分子量能够通过调节在利用聚合反应得到嵌段共聚物时所使用的用于形成各聚合物嵌段的各单体的使用量、聚合引发剂的量来调节。
嵌段共聚物A的芳香族乙烯基单体单元的含量相对于构成嵌段共聚物A的全部单体单元为40~50重量%。本发明的第一组合物由于含有以上述含量包含芳香族乙烯基单体单元的非对称的嵌段共聚物A,所以能够得到成型性优异、膜厚变化小、永久伸长率小的弹性体。
嵌段共聚物A优选通过按照芳香族乙烯基单体、共轭二烯单体、接着芳香族乙烯基单体的顺序逐步聚合来形成聚合物嵌段的制造方法而得到。因此,嵌段共聚物A优选不包含偶联剂的残留基团。这样的制造方法的细节如下所述。
(嵌段共聚物B)
嵌段共聚物B是下述的通式(B)所表示的共聚物。
通式(B):Ar1b-Db-Ar2b
(式中,Ar1b和Ar2b分别表示重均分子量为5000~20000的芳香族乙烯基聚合物嵌段、Db表示共轭二烯聚合物嵌段)
芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1b)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2b)是以将芳香族乙烯基单体进行聚合得到的芳香族乙烯基单体单元为主要的重复单元而构成的聚合物嵌段。
用于构成芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1b)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2b)的芳香族乙烯基单体单元的芳香族乙烯基单体只要是芳香族乙烯基化合物则没有特别限定,可举出例如与上述的芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)同样的单体。
芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1b)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2b)只要以芳香族乙烯基单体单元为主要的重复单元则也可以包含除此以外的单体单元,作为构成除了芳香族乙烯基单体单元以外的单体单元的单体,可举出例如与上述的芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)同样的单体,其含量也可以相同。此外,芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1b)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2b)也优选实质上仅由1种或2种以上的芳香族乙烯基单体单元形成,特别优选仅由苯乙烯单元形成。
在嵌段共聚物B中,芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1b)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2b)均具有5000~20000的范围内的重均分子量。本发明的第一组合物由于含有这样的对称的嵌段共聚物B,所以能够得到成型性优异、膜厚变化小、永久伸长率小的弹性体。
芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1b)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2b)的重均分子量为5000~20000,更优选为6000~18000,进一步优选为7000~16000。
如果芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1b)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2b)的重均分子量在上述的范围内,则既可以分别相等,也可以彼此不同,但优选实质上相等。此外,芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1b)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2b)的重均分子量优选与嵌段共聚物A的具有比较小的重均分子量的芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)的重均分子量实质上相等。
共轭二烯聚合物嵌段(Db)是以将共轭二烯单体进行聚合得到的共轭二烯单体单元为主要的重复单元而构成的聚合物嵌段。
用于构成共轭二烯聚合物嵌段(Db)的共轭二烯单体单元的共轭二烯单体只要是共轭二烯化合物则没有特别限定,可举出例如与上述的共轭二烯聚合物嵌段(Da)同样的化合物。
此外,共轭二烯聚合物嵌段(Db)只要以共轭二烯单体单元为主要的重复单元则也可以包含除此以外的单体单元,作为构成除了共轭二烯单体单元以外的单体单元的单体,可举出例如与共轭二烯聚合物嵌段(Da)同样的单体,其含量和乙烯基键含量也可以相同。此外,共轭二烯聚合物嵌段(Db)也优选实质上仅由1种或2种以上的共轭二烯单体单元形成,特别优选仅由异戊二烯单元形成。
共轭二烯聚合物嵌段(Db)的乙烯基键含量优选与嵌段聚合物A的共轭二烯聚合物嵌段(Da)的乙烯基键含量实质上相等。
共轭二烯聚合物嵌段(Db)的重均分子量为40000~400000,更优选为45000~350000,进一步优选为50000~300000。
共轭二烯聚合物嵌段(Db)的重均分子量优选与嵌段聚合物A的共轭二烯聚合物嵌段(Da)的重均分子量实质上相等。
嵌段共聚物B的重均分子量(即,嵌段共聚物B整体的重均分子量)优选为65000~800000,更优选为70000~700000,进一步优选为75000~600000。
嵌段共聚物B的芳香族乙烯基单体单元的含量相对于构成嵌段共聚物B的全部单体单元为20~30重量%。本发明的第一组合物由于含有以上述含量包含芳香族乙烯基单体单元的对称的嵌段共聚物B,所以能够得到成型性优异、膜厚变化小、永久伸长率小的弹性体。
嵌段共聚物B优选通过按照芳香族乙烯基单体、共轭二烯单体、接着芳香族乙烯基单体的顺序逐步聚合来形成聚合物嵌段的制造方法而得到。因此,嵌段共聚物B优选不包含偶联剂的残留基团。这样的制造方法的细节如下所述。
(嵌段共聚物C)
嵌段共聚物C是下述的通式(C)所表示的共聚物。
通式(C):(Arc-Dc)n-X
(式中,Arc表示芳香族乙烯基聚合物嵌段、Dc表示共轭二烯聚合物嵌段、n表示2以上的整数、X表示偶联剂的残留基团)
嵌段共聚物C具有n个二嵌段体(Arc-Dc)经由偶联剂的残留基团(X)彼此结合的结构。通式(C)中的n表示嵌段共聚物C中的支链数。嵌段共聚物C可以是二嵌段体以不同的数量结合了的2种以上的嵌段共聚物的混合物。n为2以上的整数,优选为2~8的整数,更优选为2~4的整数。偶联剂的残留基团(X)只要是n价的偶联剂的残留基团则没有特别限定,优选为含硅原子偶联剂的残留基团,更优选为卤化硅烷或烷氧基硅烷的残留基团。作为构成偶联剂的残留基团的偶联剂的例子,可举出后述的例子。
作为嵌段共聚物C,尤其特别优选为n为2的嵌段共聚物C1、n为3的嵌段共聚物C2、以及n为4的嵌段共聚物C3的混合物。作为在此情况下的嵌段共聚物C1~C3的重量比(C1/C2/C3),优选为40~80/30~10/30~10。
芳香族乙烯基聚合物嵌段(Arc)是以将芳香族乙烯基单体进行聚合得到的芳香族乙烯基单体单元为主要的重复单元而构成的聚合物嵌段。
用于构成芳香族乙烯基聚合物嵌段(Arc)的芳香族乙烯基单体单元的芳香族乙烯基单体只要是芳香族乙烯基化合物则没有特别限定,可举出例如与上述的芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)同样的单体。
芳香族乙烯基聚合物嵌段(Arc)只要以芳香族乙烯基单体单元为主要的重复单元则也可以包含除此以外的单体单元,作为构成除了芳香族乙烯基单体单元以外的单体单元的单体,可举出例如与芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)同样的单体,其含量也可以相同。此外,嵌段共聚物C中的各个芳香族乙烯基聚合物嵌段可以由相同的芳香族乙烯基单体单元构成,也可以由不同的芳香族乙烯基单体单元构成。此外,芳香族乙烯基聚合物嵌段(Arc)也优选实质上仅由1种或2种以上的芳香族乙烯基单体单元形成,特别优选仅由苯乙烯单元形成。
芳香族乙烯基聚合物嵌段(Arc)的重均分子量优选为4000~18000,更优选为5000~16000,进一步优选为6000~14000。
嵌段共聚物C具有的多个芳香族乙烯基聚合物嵌段(Arc)的重均分子量只要上述的范围内,则其既可以分别相等,也可以彼此不同,但优选实质上相等。
共轭二烯聚合物嵌段(Dc)是以将共轭二烯单体进行聚合得到的共轭二烯单体单元为主要的重复单元而构成的聚合物嵌段。
用于构成共轭二烯聚合物嵌段(Dc)的共轭二烯单体单元的共轭二烯单体只要是共轭二烯化合物则没有特别限定,可举出例如与上述的共轭二烯聚合物嵌段(Da)同样的单体。此外,嵌段共聚物C中的各个共轭二烯聚合物嵌段可以由相同的共轭二烯单体单元构成,也可以由不同的共轭二烯单体单元构成。
此外,共轭二烯聚合物嵌段(Dc)只要以共轭二烯单体单元为主要的重复单元则也可以包含除此以外的单体单元,作为构成除了共轭二烯单体单元以外的单体单元的单体,可举出例如与共轭二烯聚合物嵌段(Da)同样的单体,其含量和乙烯基键含量也可以相同。此外,共轭二烯聚合物嵌段(Dc)也优选实质上仅由1种或2种以上的共轭二烯单体单元形成,特别优选仅由异戊二烯单元形成。
共轭二烯聚合物嵌段(Dc)的重均分子量优选为20000~200000,更优选为25000~180000,进一步优选为30000~150000。
嵌段共聚物C具有的多个共轭二烯聚合物嵌段(Dc)的重均分子量只要在上述的范围内,则既可以分别相等,也可以彼此不同,但优选实质上相等。
嵌段共聚物C的重均分子量(即,嵌段共聚物C整体的重均分子量)优选为60000~800000,更优选为80000~600000。
嵌段共聚物C的芳香族乙烯基单体单元的含量相对于构成嵌段共聚物C的全部单体单元小于20重量%,更优选小于18重量%,进一步优选小于16重量%,下限没有特别限定,可以为5重量%以上。本发明的第一组合物由于含有以上述含量包含芳香族乙烯基单体单元且也包含偶联剂的残留基团的嵌段共聚物C,所以能够得到成型性优异、膜厚变化小、永久伸长率小的弹性体。
嵌段共聚物C优选通过如下的制造方法得到:将芳香族乙烯基单体和共轭二烯单体进行聚合来形成二嵌段链,使二嵌段链和偶联剂反应来进行偶联。因此,嵌段共聚物C包含偶联剂的残留基团。这样的制造方法的细节如下所述。
(嵌段共聚物D)
本发明的第一组合物还可以含有嵌段共聚物D。嵌段共聚物D是下述的通式(D)所表示的共聚物。
通式(D):Ard-Dd
(式中,Ard表示芳香族乙烯基聚合物嵌段、Dd表示共轭二烯聚合物嵌段)
芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ard)是以将芳香族乙烯基单体进行聚合得到的芳香族乙烯基单体单元为主要的重复单元而构成的聚合物嵌段。
用于构成芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ard)的芳香族乙烯基单体单元的芳香族乙烯基单体,只要是芳香族乙烯基化合物则没有特别限定,可举出例如与上述的芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)同样的单体。
芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ard)只要以芳香族乙烯基单体单元为主要的重复单元则也可以包含除此以外的单体单元,作为构成除了芳香族乙烯基单体单元以外的单体单元的单体,可举出例如与上述的芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)同样的单体,其含量也可以相同。此外,芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ard)也优选实质上仅由1种或2种以上的芳香族乙烯基单体单元形成,特别优选仅由苯乙烯单元形成。
芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ard)的重均分子量优选为4000~18000,更优选为5000~16000,进一步优选为6000~14000。
芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ard)的重均分子量优选与嵌段聚合物C的芳香族乙烯基聚合物嵌段(Arc)的重均分子量实质上相等。
共轭二烯聚合物嵌段(Dd)是以将共轭二烯单体进行聚合得到的共轭二烯单体单元为主要的重复单元而构成的聚合物嵌段。
用于构成共轭二烯聚合物嵌段(Dd)的共轭二烯单体单元的共轭二烯单体只要是共轭二烯化合物则没有特别限定,可举出例如与上述的共轭二烯聚合物嵌段(Da)同样的单体。
此外,共轭二烯聚合物嵌段(Dd)只要以共轭二烯单体单元为主要的重复单元则也可以包含除此以外的单体单元,作为构成除了共轭二烯单体单元以外的单体单元的单体,可举出例如与共轭二烯聚合物嵌段(Da)同样的单体,其含量和乙烯基键含量也可以相同。此外,共轭二烯聚合物嵌段(Dd)也优选实质上仅由1种或2种以上的共轭二烯单体单元形成,特别优选仅由异戊二烯单元形成。
共轭二烯聚合物嵌段(Dd)的乙烯基键含量优选与嵌段聚合物C的共轭二烯聚合物嵌段(Dc)的乙烯基键含量实质上相等。
共轭二烯聚合物嵌段(Dd)的重均分子量优选为20000~200000,更优选为25000~180000,进一步优选为30000~150000。
共轭二烯聚合物嵌段(Dd)的重均分子量优选与嵌段聚合物C的共轭二烯聚合物嵌段(Dc)的重均分子量实质上相等。
嵌段共聚物D的重均分子量(即嵌段共聚物D整体的重均分子量)优选为30000~200000,更优选为40000~180000。
嵌段共聚物D的芳香族乙烯基单体单元的含量相对于构成嵌段共聚物D的全部单体单元小于20重量%,优选小于18重量%,进一步优选小于16重量%,下限没有特别限定,可以为5重量%以上。本发明的第一组合物在含有以上述含量包含芳香族乙烯基单体单元的嵌段共聚物D的情况下,能够得到成型性更加优异、膜厚变化更加小、永久伸长率更加小的弹性体。
本发明的第一组合物含有上述的嵌段共聚物A~C,任意地还含有嵌段共聚物D。作为本发明的第一组合物中的嵌段共聚物A~C的重量比(A/B/C),优选为10~40/10~40/80~20,更优选为15~40/15~40/70~25,进一步优选为20~35/20~35/60~30。
在本发明的第一组合物还含有嵌段共聚物D的情况下,作为嵌段共聚物D的含量,在包含了嵌段共聚物A~C的本发明的第一组合物中,优选为1~20重量%,更优选为2~18重量%,进一步优选为3~16重量%。
嵌段共聚物A~D能够按照通常方法制造,作为最通常的制造方法,能够举出以下方法:通过阴离子活性聚合法,将芳香族乙烯基单体和共轭二烯单体分别逐步聚合来形成聚合物嵌段,根据需要使其和偶联剂反应进行偶联。此外,也可以使用按照芳香族乙烯基单体、共轭二烯单体、接着芳香族乙烯基单体的顺序逐步聚合来形成聚合物嵌段的方法。此外,还能够通过如下方法来制造:按照现有的聚合法,分别制造各个聚合物,根据需要配合其他聚合物成分等,然后将它们按照混炼、溶液混合等通常方法进行混合。此外,也能够如下所述那样同时制造嵌段共聚物A和B、或同时制造嵌段共聚物C和D。
此外,在本发明中,也能够使用市售的嵌段共聚物,能够使用例如“Quintac(注册商标)”(日本瑞翁株式会社制)、“JSR-SIS(注册商标)”(JSR Corporation制)、“Vector(注册商标)”(DEXCO polymers公司制)、“Asaprene(注册商标)”·“Tufprene(注册商标)”·“Tuftec(注册商标)”(Asahi Kasei Chemicals Corporation制)、“SEPTON(注册商标)”(KURARAY CO.,LTD.制)、“KRATON(注册商标)”(Kraton Corporation制)等。
嵌段共聚物A和嵌段共聚物B优选通过按照芳香族乙烯基单体、共轭二烯单体、接着芳香族乙烯基单体的顺序逐步聚合来形成聚合物嵌段的方法而制造。
更详细而言,嵌段共聚物A和嵌段共聚物B优选通过以下的制造方法制造。即,优选具有如下工序的制造方法:
第一聚合工序,在溶剂中,在聚合引发剂的存在下,对包含芳香族乙烯基单体的单体进行聚合,由此得到含有芳香族乙烯基聚合物嵌段链的溶液;
第二聚合工序,在含有芳香族乙烯基聚合物嵌段链的溶液中添加包含共轭二烯单体的单体,进行聚合,由此得到含有二嵌段链的溶液;
第三聚合工序,在含有二嵌段链的溶液中添加包含芳香族乙烯基单体的单体,进行聚合,由此得到含有三嵌段链的溶液;
终止工序,在含有三嵌段链的溶液中,以相对于三嵌段链具有的活性末端小于1摩尔当量的量添加聚合终止剂,使活性末端的一部分失活,得到含有嵌段共聚物B和三嵌段链的溶液;以及
第四聚合工序,在含有三嵌段链和嵌段共聚物B的溶液中添加包含芳香族乙烯基单体的单体,进行聚合,由此得到含有嵌段共聚物A和嵌段共聚物B的溶液。
在上述的制造方法中,首先,在溶剂中使用聚合引发剂,对包含芳香族乙烯基单体作为主成分的单体进行聚合(第一聚合工序)。作为使用的聚合引发剂,通常对于芳香族乙烯基单体和共轭二烯单体,能够使用已知具有阴离子聚合活性的有机碱金属化合物、有机碱土金属化合物、有机镧系稀土类金属化合物等。作为有机碱金属化合物,特别优选使用在分子中具有1个以上锂原子的有机锂化合物,作为其具体例子,可举出乙基锂、正丙基锂、异丙基锂、正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、己基锂、苯基锂、二苯乙烯基锂、二烷基氨基锂、二苯基氨基锂、二(三甲基甲硅烷基)氨基锂等有机单锂化合物;亚甲基二锂、四亚甲基二锂、六亚甲基二锂、异戊二烯基二锂、1,4-二锂代-乙基环己烷等有机二锂化合物、进而1,3,5-三锂代苯等有机三锂化合物等。在这些中,特别优选使用有机单锂化合物。
作为用作聚合引发剂的有机碱土金属化合物,可举出例如正丁基溴化镁、正己基溴化镁、乙氧基钙、硬脂酸钙、叔丁氧基锶、乙氧基钡、异丙氧基钡、乙硫基钡、叔丁氧基钡、苯氧基钡、二乙基氨基钡、硬脂酸钡、乙基钡等。此外,作为其他聚合引发剂的具体例子,可举出:由包含钕、钐、钆等的镧系稀土类金属化合物/烷基铝/卤化烷基铝/氢化烷基铝形成的复合催化剂、包含钛、钒、钐、钆等的茂金属催化剂等在有机溶剂中成为均匀体系、具有活性聚合性的聚合引发剂。需要说明的是,这些聚合引发剂可以单独使用1种,也可以混合使用2种以上。
聚合引发剂的使用量只要根据目标分子量来决定即可,没有特别限定,每100g使用的全部单体,优选为0.01毫摩尔~20毫摩尔,更优选为0.05毫摩尔~15毫摩尔,进一步优选为0.1毫摩尔~10毫摩尔。
用于聚合的溶剂只要是对聚合引发剂为非活性的溶剂则没有特别限定,可使用例如链状烃溶剂、环式烃溶剂或它们的混合溶剂。作为链状烃溶剂,能够例示:正丁烷、异丁烷、1-丁烯、异丁烯、反-2-丁烯、顺-2-丁烯、1-戊烯、反-2-戊烯、顺-2-戊烯、正戊烷、异戊烷、新戊烷、正己烷等碳原子数为4~6的链状烷烃和烯烃。此外,作为环式烃溶剂的具体例子,能够举出:苯、甲苯、二甲苯等芳香族化合物;环戊烷、环己烷等脂环式烃化合物。这些溶剂可以单独使用1种,也可以混合使用2种以上。
用于聚合的溶剂的量没有特别限定,优选设定为:嵌段共聚物在最终得到的嵌段共聚物的溶液中的浓度优选为5~60重量%的范围、更优选为10~55重量%的范围,特别优选为20~50重量%的范围。
此外,为了控制各聚合物嵌段的结构,可以在用于聚合的反应器中添加路易斯碱化合物。作为路易斯碱化合物,可举出例如:四氢呋喃、二***、二氧六环、乙二醇二甲醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二丁醚等醚类;四甲基乙二胺、三甲胺、三乙胺、吡啶、奎宁环等叔胺类;叔戊醇钾、叔丁醇钾等碱金属醇盐类;三苯基膦等膦类等。这些路易斯碱化合物能够分别单独或组合2种以上使用,在不损害本发明的目的的范围内可适当选择。
在聚合反应时添加路易斯碱化合物的时期没有特别限定,只要根据作为目标的各嵌段共聚物的结构适当决定即可。例如,可以在开始聚合前预先添加,也可以在聚合一部份聚合物嵌段后添加,进而,还可以在开始聚合前预先添加并且在聚合一部分聚合物嵌段后进一步添加。
聚合反应的温度优选为10~150℃,更优选为30~130℃,进一步优选为40~90℃。聚合所需要的时间根据条件而不同,通常在48小时以内,优选为0.5~10小时。聚合压力只要在足以将单体和溶剂在上述聚合温度范围内维持为液相的压力的范围内即可,没有特别限定。
通过在以上那样的条件下在溶剂中使用聚合引发剂对包含芳香族乙烯基单体作为主成分的单体进行聚合,能够得到含有芳香族乙烯基聚合物嵌段链的溶液。另外,通过聚合得到的芳香族乙烯基聚合物嵌段链通常具有活性末端。此外,得到的芳香族乙烯基聚合物嵌段链由于形成了芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)或芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1b),所以在该第一聚合工序中使用的单体的量可以根据芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)和芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1b)的重均分子量来决定。
接下来,在第一聚合工序中得到的含有芳香族乙烯基聚合物嵌段链的溶液中,添加包含共轭二烯单体作为主成分的单体,进行聚合(第二聚合工序)。由此,能够得到含有二嵌段链的溶液。另外,通过聚合得到的二嵌段链通常具有活性末端。此外,在第二聚合工序中得到的二嵌段链是在上述第一聚合工序中得到的形成了芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)或芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1b)的聚合物链中进一步结合了形成了共轭二烯聚合物嵌段(Da)或共轭二烯聚合物嵌段(Db)的聚合物链而成的二嵌段链,因此在该第二聚合工序中使用的单体的量可以根据共轭二烯聚合物嵌段(Da)和共轭二烯聚合物嵌段(Db)的重均分子量来决定。此外,聚合反应温度、聚合时间、聚合压力可以在与上述第一聚合工序同样的范围内进行控制。
接下来,在第二聚合工序中得到的含有二嵌段链的溶液中添加包含芳香族乙烯基单体作为主成分的单体,进行聚合(第三聚合工序)。由此能够得到含有三嵌段链的溶液。另外,通过聚合得到的三嵌段链通常具有活性末端。此外,在第三聚合工序中得到的三嵌段链是在上述第二聚合工序中得到的形成了芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1a)或芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar1b)以及共轭二烯聚合物嵌段(Da)或共轭二烯聚合物嵌段(Db)的聚合物链中进一步结合了形成了芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)的一部分或芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2b)的聚合物链而成的三嵌段链,因此在该第三聚合工序中使用的单体的量可以根据芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2b)的重均分子量来决定。此外,聚合反应温度、聚合时间、聚合压力可以在与上述第一聚合工序同样的范围内进行控制。
接下来,在第三聚合工序中得到的含有三嵌段链的溶液中,以相对于三嵌段链具有的活性末端小于1摩尔当量的量添加聚合终止剂(终止工序)。由此,三嵌段链具有的活性末端的一部分失活,得到活性末端失活了的嵌段共聚物。该嵌段共聚物为通式(B):Ar1b-Db-Ar2b所表示的嵌段共聚物B。
聚合终止剂只要能够与活性末端反应使活性末端失活且与1个活性末端反应后不再与别的活性末端反应则没有特别限定,从抑制得到的组合物的吸湿的观点出发,优选不含有卤原子的化合物的聚合终止剂,尤其特别优选在与活性末端反应时生成金属醇盐、金属芳氧化物或金属氢氧化物的聚合终止剂。作为特别优选用作聚合终止剂的化合物,可举出水;甲醇、乙醇等一元醇;苯酚、甲酚等一元酚类。
聚合终止剂的使用量根据构成第一组合物的嵌段共聚物A和嵌段共聚物B的重量比决定,只要是相对于三嵌段链具有的活性末端小于1摩尔当量的量则没有特别限定,通常相对于活性末端聚合终止剂为0.18~0.91摩尔当量的范围,优选为0.35~0.80摩尔当量的范围。
如以上那样,当在含有具有活性末端的三嵌段链的溶液中以相对于该活性末端小于1摩尔当量的量添加聚合终止剂时,具有活性末端的三嵌段链中的一部分活性末端失活,该活性末端失活了的聚合物成为嵌段共聚物B。然后,具有与聚合终止剂未反应的活性末端的三嵌段链的剩下的一部分以未反应的状态残留在溶液中。
接下来,在终止工序中得到的含有三嵌段链和嵌段共聚物B的溶液中,添加包含以芳香族乙烯基单体作为主成分的单体,进行聚合(第四聚合工序)。由此,能够得到含有通式(A):Ar1a-Da-Ar2a所表示的嵌段共聚物A和嵌段共聚物B的溶液。在第四聚合工序中得到的嵌段共聚物A是在上述第3工序中得到的三嵌段链的活性末端进一步结合了形成了芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)的一部分的聚合物链而成的嵌段共聚物,因此在该第四聚合工序中使用的单体的量可以根据芳香族乙烯基聚合物嵌段(Ar2a)的重均分子量来决定。此外,聚合反应温度、聚合时间、聚合压力可以在与上述第一聚合工序同样的范围内进行控制。
在第四聚合工序后,可以从含有嵌段共聚物A和嵌段共聚物B的溶液中回收聚合物成分(回收工序)。回收的方法只要按照通常方法即可,没有特别限定。例如,能够通过如下方法来进行回收:在反应终止后,根据需要添加水、甲醇、乙醇、丙醇、盐酸、柠檬酸等聚合终止剂,进而根据需要添加抗氧化剂等添加剂,然后对溶液应有直接干燥法、汽提法等公知的方法,由此来进行回收。在应用汽提法等将聚合物成分作为浆料回收的情况下,可以使用挤出型压榨机等任意的脱水机进行脱水,制成具有规定值以下的含水率的团粒,进而使用带式干燥机或膨化挤出式干燥机等任意的干燥机对该团粒进行干燥。如以上那样得到的嵌段共聚物可以按照通常方法加工成粒状等然后来使用。
如上所述进行,能够制造嵌段共聚物A和嵌段共聚物B。
嵌段共聚物C优选通过如下的方法制造:将芳香族乙烯基单体和共轭二烯单体进行聚合来形成二嵌段链,使二嵌段链和偶联剂反应来进行偶联。
更详细而言,嵌段共聚物C优选通过以下的制造方法制造。即,优选具有具有如下的工序的制造方法:
第一聚合工序,在溶剂中,在聚合引发剂存在下,对包含芳香族乙烯基单体的单体进行聚合,由此得到含有芳香族乙烯基聚合物嵌段链的溶液;
第二聚合工序,在含有芳香族乙烯基聚合物嵌段链的溶液中,添加包含共轭二烯单体的单体,进行聚合,由此得到含有二嵌段链的溶液;以及
反应工序,在含有二嵌段链的溶液中添加偶联剂,得到嵌段共聚物C。
在上述的制造方法中,首先,在溶剂中使用聚合引发剂,对包含芳香族乙烯基单体作为主成分的单体进行聚合(第一聚合工序)。在第一聚合工序中使用的溶剂及其使用量、聚合引发剂及其使用量可以与上述的嵌段共聚物A和嵌段共聚物B的优选的制造方法中的第一聚合工序相同。此外,也可以与上述的嵌段共聚物A和嵌段共聚物B的优选的制造方法中的第一聚合工序同样地添加路易斯碱化合物。此外,能够采用与上述的嵌段共聚物A和嵌段共聚物B的优选的制造方法中的第一聚合工序同样的聚合反应温度、聚合时间和聚合压力。
通过在上述条件下在溶剂中使用聚合引发剂对包含芳香族乙烯基单体作为主成分的单体进行聚合,能够得到含有芳香族乙烯基聚合物嵌段链的溶液。另外,通过聚合得到的芳香族乙烯基聚合物嵌段链通常具有活性末端。此外,得到的芳香族乙烯基聚合物嵌段链是形成了芳香族乙烯基聚合物嵌段(Arc)的聚合物嵌段链,因此在该第一聚合工序中使用的单体的量可以根据芳香族乙烯基聚合物嵌段(Arc)的重均分子量来决定。
接下来,在第一聚合工序中得到的含有芳香族乙烯基聚合物嵌段链的溶液中,添加包含共轭二烯单体作为主成分的单体,进行聚合(第二聚合工序)。由此,能够得到含有二嵌段链的溶液。另外,通过聚合得到的二嵌段链通常具有活性末端。此外,在第二聚合工序中得到的二嵌段链是在上述第1工序中得到的形成了芳香族乙烯基聚合物嵌段(Arc)的聚合物链中进一步结合了形成了共轭二烯聚合物嵌段(Dc)的聚合物链而成的二嵌段链,因此在该第二聚合工序中使用的单体的量可以根据共轭二烯聚合物嵌段(Dc)的重均分子量来决定。此外,聚合反应温度、聚合时间、聚合压力可以在与上述第一聚合工序同样的范围内进行控制。
接下来,在含有二嵌段链的溶液中添加偶联剂(反应工序)。由此,二嵌段链具有的活性末端与偶联剂反应,2个以上的二嵌段链经由偶联剂的残留基团结合,形成嵌段共聚物C。
偶联剂只要是在1分子中具有2个以上能够与二嵌段链具有的活性末端反应的官能团的偶联剂则没有特别限定,优选在1分子中具有2~8个能够与二嵌段链具有的活性末端反应的官能团的偶联剂,更优选在1分子中具有2~4个能够与二嵌段链具有的活性末端反应的官能团的偶联剂。此外,偶联剂优选含有硅原子,更优选卤化硅烷和烷氧基硅烷。
作为在1分子中具有2个能够与二嵌段链具有的活性末端反应的官能团的偶联剂(2官能的偶联剂),能够使用例如:二氯硅烷、单甲基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷等2官能团卤化硅烷;二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷等2官能团烷氧基硅烷;二氯乙烷、二溴乙烷、二氯甲烷、二溴甲烷等2官能团卤代烷;二氯化锡、单甲基二氯化锡、二甲基二氯化锡、单乙基二氯化锡、二乙基二氯化锡、单丁基二氯化锡、二丁基二氯化锡等2官能团卤化锡;二溴苯、安息香酸、CO、2-氯丙烯等。在这些中,特别优选使用2官能团卤化硅烷或2官能团烷氧基硅烷。这些2官能的偶联剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为在1分子中具有3个能够与二嵌段链具有的活性末端反应的官能团的偶联剂(3官能的偶联剂),可举出例如:三氯乙烷、三氯丙烷等3官能团卤化烷烃;甲基三氯硅烷、乙基三氯硅烷等3官能团卤化硅烷;甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷等3官能团烷氧基硅烷等。这些3官能的偶联剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为在1分子中具有4个能够与二嵌段链具有的活性末端反应的官能团的偶联剂(4官能的偶联剂),可举出例如:四氯化碳、四溴化碳、四氯乙烷等4官能团卤化烷烃;四氯硅烷、四溴硅烷等4官能团卤化硅烷;四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷等4官能团烷氧基硅烷;四氯化锡、四溴化锡等4官能团卤化锡等。这些4官能的偶联剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
嵌段共聚物C的n的数值,即嵌段共聚物C的支链数,能够通过调节偶联剂的种类、使用量、添加的时机、路易斯碱化合物的使用量等来调节。此外,也能够使用甲醇等反应终止剂调节偶联率、调节嵌段共聚物C的支链数。此外,通过组合使用能够与二嵌段链具有的活性末端反应的官能团的数量不同的2种以上的偶联剂,也能够调节嵌段共聚物C的支链数。进而,可以通过这些手段使在第二聚合工序中得到的二嵌段链以未反应的状态残留,最终作为嵌段共聚物D回收。
偶联剂的使用量可以根据作为目标的嵌段共聚物C的支链数调节为适当的量。作为偶联剂的使用量,相对于二嵌段链具有的活性末端,优选为0.05~0.9摩尔当量,更优选为0.20~0.70摩尔当量。
反应温度优选为10~150℃,进一步优选为30~130℃,特别优选为40~90℃。反应所需要的时间根据条件而不同,通常在48小时以内,优选为0.5~10小时。
在反应工序后,可以从含有嵌段共聚物C且任意地含有嵌段共聚物D的溶液中回收聚合物成分(回收工序)。回收的方法只要按照通常方法即可,没有特别限定。例如,能够通过以下方法进行回收:在反应终止后根据需要添加水、甲醇、乙醇、丙醇、盐酸、柠檬酸等聚合终止剂,进而根据需要添加抗氧化剂等添加剂,然后对溶液应用直接干燥法、汽提法等公知的方法,由此来进行回收。在应用汽提法等将聚合物成分作为浆料回收的情况下,可以使用挤出型压榨机等任意的脱水机进行脱水,制成具有规定值以下的含水率的团粒,进而使用带式干燥机或膨化挤出式干燥机等任意的干燥机对该团粒进行干燥。如以上那样得到的嵌段共聚物可以按照通常方法加工成粒状等然后来使用。
如上述那样进行,能够制造嵌段共聚物C和任意地制造嵌段共聚物D。
本发明的第一组合物除了含有嵌段共聚物A~C以外,还可以含有聚烯烃系热塑性树脂。能够容易地由含有嵌段共聚物A~C和聚烯烃系热塑性树脂的第一组合物得到伸缩性膜。此外,通过层叠得到的伸缩性膜和无纺布,可以得到伸缩性层叠体,在该情况下,伸缩性膜与无纺布牢固地粘接。伸缩性层叠体例如能够通过利用挤出成型将该组合物挤出到无纺布上来制造。作为在本发明中使用的聚烯烃系热塑性树脂,只要是以烯烃为主要的重复单元的具有热塑性的树脂则没有特别限定,可以是α-烯烃的均聚物、2种以上的α-烯烃的共聚物、以及α-烯烃与α-以外的单体的共聚物中的任一种,此外,也可以是将这些(共)聚合物改性了的聚合物。
作为聚烯烃系热塑性树脂的具体例子,能够举出:乙烯、丙烯等α-烯烃的均聚物或共聚物,例如直链状低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、茂金属聚乙烯等聚乙烯、聚丙烯、茂金属聚丙烯、聚甲基戊烯、聚丁烯等α-烯烃均聚物;乙烯与其他α-烯烃的共聚物,例如乙烯-丙烯无规共聚物、乙烯-丙烯嵌段共聚物、乙烯-丁烯-1共聚物、乙烯-丙烯-丁烯-1共聚物、以及乙烯-环状烯烃共聚物;以α-烯烃为主体的α-烯烃与羧酸不饱和醇的共聚物及其皂化物,例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物;以α-烯烃为主体的α-烯烃与α,β-不饱和羧酸酯或α,β-不饱和羧酸等的共聚物,例如乙烯-α,β-不饱和羧酸酯共聚物(乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物等)、乙烯-α,β-不饱和羧酸共聚物(乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物等);用丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸等不饱和羧酸和/或其酸酐对聚乙烯、聚丙烯等α-烯烃(共)聚合物进行改性了的酸改性烯烃树脂;使乙烯与甲基丙烯酸的共聚物等与Na离子、Zn离子等作用的离聚物树脂;这些的混合物。在这些中,优选聚乙烯或乙烯与其他α-烯烃的共聚物,尤其特别优选使用茂金属催化剂制造的聚乙烯或乙烯与其他α-烯烃的共聚物。
聚烯烃系热塑性树脂的重均分子量没有特别限定,通常在10000~5000000的范围内选择,优选在50000~800000的范围内选择。此外,聚烯烃系热塑性树脂的比重和熔融指数没有特别限定,比重通常在的0.80~0.95g/cm3的范围内选择,优选在0.85~0.94g/cm3的范围内选择,熔融指数作为按照ASTM D-1238(G条件、200℃、5kg)测定的值,通常在1~1000g/10分钟的范围内选择,优选在3~500g/10分钟的范围内选择。
聚烯烃系热塑性树脂的含量相对于合计100重量份的嵌段共聚物A~C,优选为3~50重量份,更优选为5~40重量份,进一步优选为8~30重量份。另外,聚烯烃系热塑性树脂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
本发明的第一组合物还可以根据需要含有脂肪酸酰胺、聚乙烯蜡、抗氧化剂、赋粘性树脂、软化剂、抗菌剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、染料、润滑剂等。
脂肪族酰胺可以是脂肪族单酰胺,也可以是脂肪族二酰胺。脂肪族单酰胺只要是烃基与1个酰胺基(-NHCO)结合而成的化合物则没有特别限定,可优选使用碳原子数为12以上的高级饱和脂肪酸的单酰胺(即,碳原子数为12以上的链状烷基与1个酰胺基(-NHCO)结合而成的化合物)。
作为脂肪酸单酰胺的具体例子,可举出月桂酸酰胺、十四酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、山嵛酸酰胺、羟基硬脂酸酰胺等饱和脂肪酸单酰胺;油酸酰胺、芥酸酰胺等不饱和脂肪酸单酰胺等。
脂肪酸酰胺的含量相对于合计100重量份的嵌段共聚物A~C,优选为0.2~10重量份,更优选为0.3~8重量份,进一步优选为0.5~6重量份。
聚乙烯蜡是以乙烯基单体单元为主要的构成单元的蜡。在本发明中使用的聚乙烯蜡没有特别限定,优选使用140℃的粘度为20~6000mPa·s的聚乙烯蜡。
聚乙烯蜡通常通过乙烯的聚合或聚乙烯的分解来制造,在本发明中,可以使用任一种聚乙烯蜡。此外,聚乙烯蜡能够采用市售品,作为其具体例子,能够举出“A-C聚乙烯”(Honeywell International Inc.制)、“三井Hi-WAX”(三井化学公司制)、“SANWAX”(三洋化成工业公司制)、“Epolene”(Eastman Chemical Company制)。
抗氧化剂没有特别限定,能够使用例如:季戊四醇四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、2,6-二-叔丁基-对甲酚、二-叔丁基-4-甲基苯酚等受阻酚系化合物;二月桂基硫代丙酸酯等硫代二羧酸酯类;三(壬基苯基)亚磷酸盐等亚磷酸盐类。
抗氧化剂的含量相对于合计100重量份的嵌段共聚物A~C,优选为10重量份以下,更优选为0.05~5重量份。
本发明的第一组合物优选还含有包含直链状烃和支链状烃的蜡。通过含有包含直链状烃和支链状烃的蜡,本发明的第一组合物除了能够得到成型性优异、膜厚变化小、永久伸缩率小的弹性体以外,还能够得到色泽和低臭味性优异、耐臭氧龟裂性优异的弹性体。
在本发明中使用的蜡可以是天然蜡,也可以是合成蜡,优选为天然蜡,更优选为石油蜡。
也可以使用以石油蜡为中心混合了一部分其他天然蜡、合成蜡的配合蜡。此外,也可以使用以改良这些蜡的功能、加工性的目的而在蜡中进一步配合了少量的树脂等而得到的蜡。此外,本发明的第一组合物也可以含有除了包含直链状烃和支链状烃的蜡以外的其他蜡,但从得到色泽和低臭味性优异、耐臭氧龟裂性优异的弹性体的观点出发,优选不含有其他蜡。
直链状烃优选为直链状脂肪族饱和烃。直链状烃有时被称为正链烷烃。支链状烃优选为支链状脂肪族饱和烃。支链状烃有时被称为异链烷烃。作为直链状烃和支链状烃,优选石油蜡所含有的直链状烃和支链状烃。
在本发明中使用的蜡除了包含直链状烃和支链状烃以外,还可以包含环状烃,但蜡中的直链状烃和支链状烃的合计量优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为80质量%以上,最优选为90质量%以上。
作为蜡中的直链状烃(正-体)和支链状烃(异-体)的重量比(正-体/异-体)为30/70~99/1,优选为50/50~97/3,更优选为70/30~95/5,最优选为75/25~90/10。通过使重量比(正-体/异-体)在上述范围内,能够得到耐臭氧龟裂性优异的弹性体。
蜡的熔点小于80℃,优选为76℃以下,更优选为73℃以下,优选为30℃以上,更优选为40℃以上,进一步优选为45℃以上。蜡的熔点能够通过使用差示扫描量热仪等进行测定。当蜡的熔点过高时,难以得到耐臭氧龟裂性优异的弹性体。当蜡的熔点过低时,输送·保管中容易粘连,此外在加工时容易熔融,处理性变差。
作为蜡在本发明的第一组合物中的含量,相对于合计100重量份的组合物中的嵌段共聚物,优选为0.1~5重量份,更优选为0.3~3.5重量份,进一步优选为0.5~2重量份。当蜡的含量过多时,恐怕难以得到永久伸长率小的弹性体,当蜡的含量过少时,恐怕难以得到耐臭氧性优异的弹性体。关于组合物中的嵌段共聚物的重量,例如在本发明的第一组合物含有嵌段共聚物A~C的情况下,是指嵌段共聚物A~C的合计的重量,在本发明的第一组合物含有嵌段共聚物A~D的情况下,是指嵌段共聚物A~D的合计的重量。
在得到本发明的第一组合物时,混合嵌段共聚物A~C和其他成分的方法没有特别限定。能够举出例如在将各个成分溶解在溶剂中均匀地混合后通过加热等除去溶剂的方法、将各成分用螺杆挤出机、捏合机等进行熔融混合的方法。在这些中,从更高效地进行混合的观点出发,优选熔融混合。另外,进行熔融混合时的温度没有特别限定,通常为100~250℃的范围。
在对嵌段共聚物A~C和其他成分进行熔融混合的情况下,为了使其他成分和嵌段共聚物A~C更均匀地混合,优选预先用单轴挤出机、二轴挤出机、班伯里混炼机等对嵌段共聚物A~C之中的1个以上成分的全部或一部分和其他成分进行混炼,制作母料颗粒。上述中,从混炼性、清洁性、成本的观点出发,特别优选使用二轴挤出机。
在制造弹性体时,通过在供给嵌段共聚物A~C的同时供给上述母料颗粒,混合均匀,能够得到生产率良好且其他成分在嵌段共聚物A~C中高度均匀地分散的弹性体。
用于制作母料颗粒的嵌段共聚物A~C之中的1个以上的成分可以仅将母料颗粒的制作所需的量供给母料颗粒的制作,通过在制作弹性体时调节嵌段共聚物A~C的供给量和母料颗粒的供给量,能够成为上述的嵌段共聚物A~C的组成比。
本发明的第二组合物含有:具有至少1个芳香族乙烯基聚合物嵌段和至少1个共轭二烯聚合物嵌段的嵌段共聚物、以及蜡。
(嵌段共聚物)
本发明的第二组合物所使用的嵌段共聚物具有至少1个芳香族乙烯基聚合物嵌段和至少1个共轭二烯聚合物嵌段。芳香族乙烯基聚合物嵌段含有由芳香族乙烯基单体形成的芳香族乙烯基单体单元,共轭二烯聚合物嵌段含有由共轭二烯单体形成的共轭二烯单体单元。
形成芳香族乙烯基单体单元的芳香族乙烯基单体只要是芳香族乙烯基化合物就没有特别限定,可举出例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-乙基苯乙烯、3-乙基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、2,4-二异丙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、5-叔丁基-2-甲基苯乙烯、2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯、4-氯苯乙烯、4-溴苯乙烯、2-甲基-4,6-二氯苯乙烯、2,4-二溴苯乙烯、乙烯基萘等。在这些中,优选使用苯乙烯。这些芳香族乙烯基单体能够单独使用1种或组合使用2种以上。此外,在嵌段共聚物具有多个芳香族乙烯基聚合物嵌段的情况下,各个芳香族乙烯基聚合物嵌段可以由相同的芳香族乙烯基单体单元构成,也可以由不同的芳香族乙烯基单体单元构成。
此外,芳香族乙烯基聚合物嵌段只要以芳香族乙烯基单体单元为主要的重复单元则也可以包含除此以外的单体单元。作为构成芳香族乙烯基聚合物嵌段所能够包含的除了芳香族乙烯基单体单元以外的单体单元的单体,可举出例如1,3-丁二烯、异戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯)等共轭二烯单体、α,β-不饱和腈单体、不饱和羧酸或酸酐单体、不饱和羧酸酯单体、非共轭二烯单体等。除了芳香族乙烯基单体单元以外的单体单元在芳香族乙烯基聚合物嵌段中的含量优选为20质量%以下,更优选为10质量%以下,特别优选实质上为0质量%。
形成共轭二烯单体单元的共轭二烯单体只要是共轭二烯化合物则没有特别限定,可举出例如1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-氯-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯等。在这些中,优选使用1,3-丁二烯和/或异戊二烯,特别优选使用异戊二烯。这些共轭二烯单体能够单独使用1种或组合使用2种以上。此外,在嵌段共聚物具有多个共轭二烯聚合物嵌段的情况下,各个共轭二烯聚合物嵌段可以由相同的共轭二烯单体单元构成,也可以由不同的共轭二烯单体单元构成。进而,也可以对共轭二烯聚合物嵌段的不饱和键的一部分进行加氢反应。
此外,共轭二烯聚合物嵌段只要以共轭二烯单体单元为主要的重复单元则也可以包含除此以外的单体单元。作为构成共轭二烯聚合物嵌段所能够包含的除了共轭二烯单体单元以外的单体单元的单体,可示例苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基单体、α,β-不饱和腈单体、不饱和羧酸或酸酐单体、不饱和羧酸酯单体、非共轭二烯单体。除了共轭二烯单体单元以外的单体单元在共轭二烯聚合物嵌段中的含量优选为20质量%以下,更优选为10质量%以下,特别优选实质上为0质量%。
共轭二烯聚合物嵌段的乙烯基键含量(1,2-乙烯基键单元和3,4-乙烯基键单元在共轭二烯聚合物嵌段中的全部共轭二烯单体单元中所占的比例)没有特别限定,优选为1~20摩尔%的范围,更优选为2~15摩尔%的范围,特别优选为3~10摩尔%的范围。
本发明的第二组合物所使用的嵌段共聚物如果是分别具有至少1个的芳香族乙烯基聚合物嵌段和共轭二烯聚合物嵌段而成的嵌段共聚物,则各个聚合物嵌段的数量、它们的结合形式没有特别限定。作为本发明的第二组合物所使用的嵌段共聚物的形式的具体例子,能够举出:在Ar表示芳香族乙烯基重合体嵌段、D表示共轭二烯重合体嵌段、X表示偶联剂的残留基团、n表示2以上的整数的情况下,表示为Ar-D的芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物、表示为Ar-D-Ar或(Ar-D)n-X的芳香族乙烯基-共轭二烯-芳香族乙烯基嵌段共聚物、表示为D-Ar-D或(D-Ar)n-X的共轭二烯-芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物、表示为Ar-D-Ar-D的芳香族乙烯基-共轭二烯-芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物、以及将2种以上的这些以任意的组合混合而成的嵌段共聚物的混合物,但并不限定于这些。在本发明的第二组合物中,作为特别优选使用的嵌段共聚物,能够举出:选自表示为Ar-D的芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物和表示为Ar-D-Ar或(Ar-D)n-X的芳香族乙烯基-共轭二烯-芳香族乙烯基嵌段共聚物、以及它们的混合物中的嵌段共聚物。
此外,在表示为Ar-D-Ar或(Ar-D)n-X的芳香族乙烯基-共轭二烯-芳香族乙烯基嵌段共聚物中,各个芳香族乙烯基嵌段(Ar)的分子链长度可以相同,也可以包含分子链长度不同的成分。
本发明的第二组合物所使用的嵌段共聚物的重均分子量没有特别限定,通常在40000~500000的范围内选择,优选在50000~400000的范围内选择。
本发明的第二组合物所使用的嵌段共聚物中的芳香族乙烯基单体单元的含量没有特别限定,优选为5~60质量%的范围,更优选为7~55质量%的范围,进一步优选为10~50质量%的范围。另外,若在嵌段共聚物实质上仅由芳香族乙烯基单体单元和共轭二烯单体单元构成的情况下,如果按照Rubber Chem.Technol.,45,1295(1972)所记载的方法,对嵌段共聚物进行臭氧分解,接下来通过氢化锂铝进行还原,则能够使共轭二烯单体单元部分被分解,取出芳香族单乙烯基单体单元部分,因此通过这样的方法能够测定芳香族乙烯基单体单元含量。
具有上述那样的芳香族乙烯基聚合物嵌段和共轭二烯聚合物嵌段而成的嵌段共聚物能够按照通常方法制造,作为最通常的制造法,能够举出如下方法:通过阴离子活性聚合法将芳香族乙烯基单体和共轭二烯单体分别逐步聚合来形成聚合物嵌段,根据需要使其和偶联剂反应进行偶联。此外,也可以使用按照芳香族乙烯基单体、共轭二烯单体、接着芳香族乙烯基单体的顺序逐步聚合来形成聚合物嵌段的方法。
此外,作为本发明的第二组合物所使用的嵌段共聚物,也能够使用市售的嵌段共聚物,能够使用例如“Quintac(注册商标)”(日本瑞翁株式会社制)、“JSR-SIS(注册商标)”(JSR Corporation制)、“Vector(注册商标)”(DEXCO polymers公司制)、“Asaprene(注册商标)”·“Tufprene(注册商标)”·“Tuftec(注册商标)”(Asahi Kasei ChemicalsCorporation制)、“SEPTON(注册商标)”(KURARAY CO.,LTD.制)等。
作为本发明的第二组合物所使用的嵌段共聚物,特别优选含有作为本发明的第一组合物的上述的嵌段共聚物A~D的组合物。通过含有包含嵌段共聚物A~D的组合物作为嵌段共聚物,本发明的第二组合物除了能够得到色泽和低臭味性优异、耐臭氧龟裂性优异的弹性体以外,还能够得到成型性优异、膜厚变化小、永久伸长率小的弹性体。
(蜡)
本发明的第二组合物所使用的蜡含有直链状烃和支链状烃。通过含有包含直链状烃和支链状烃的蜡,本发明的第二组合物能够得到色泽和低臭味性优异、耐臭氧龟裂性优异的弹性体。
作为本发明的第二组合物所使用的蜡,能够使用作为用于本发明的第一组合物的蜡而进行了详述的蜡。
作为在本发明的第二组合物中蜡的含量,相对于100重量份的嵌段共聚物优选为0.1~5重量份,更优选为0.3~3.5重量份,进一步优选为0.5~2重量份。当蜡的含量过多时,恐怕难以得到永久伸长率小的弹性体,当蜡的含量过少时,恐怕难以得到耐臭氧性优异的弹性体。
在得到本发明的第二组合物时,混合嵌段共聚物和蜡等其他成分的方法没有特别限定。能够举出例如将各个成分溶解在溶剂中均匀地混合后通过加热等除去溶剂的方法、将各成分使用螺杆挤出机、捏合机等进行熔融混合的方法。在这些中,从更高效地进行混合的观点出发,优选熔融混合。另外,进行熔融混合时的温度没有特别限定,通常为100~250℃的范围。
在对嵌段共聚物和蜡等其他成分进行熔融混合的情况下,为了使其他成分和嵌段共聚物更均匀地混合,优选预先用单轴挤出机、二轴挤出机、班伯里混炼机等对嵌段共聚物一部分和其他成分进行混炼,制作母料颗粒。上述中,从混炼性、清洁性、成本的观点出发,特别优选使用二轴挤出机。
在制造弹性体时,在供给嵌段共聚物的同时供给上述母料颗粒,混合均匀,由此能够得到生产率良好且其他成分在嵌段共聚物中高度均匀地分散的弹性体。
本发明的第二组合物还可以含有上述的聚烯烃系热塑性树脂。此外,本发明的第二组合物也可以根据需要含有脂肪酸酰胺、抗氧化剂、赋粘性树脂、软化剂、抗菌剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、染料、润滑剂等。
本发明的第一组合物能够得到成型性优异、膜厚变化小、永久伸长率小的弹性体。因此,本发明的第一组合物能够优选用于弹性体,能够特别优选用于卫生材料用弹性体。此外,能够优选用于以下的用途。
本发明的第二组合物能够得到色泽和低臭味性优异、耐臭氧龟裂性优异的弹性体。因此,本发明的第二组合物能够优选用于弹性体,能够特别优选用于卫生材料用弹性体。此外,能够优选用于以下的用途。
本发明的第一和第二组合物以及弹性体能够用于如下的用途:例如用于膜、线(弹性绳)、手套、松紧带、安全套、办公自动化设备、办公用等各种卷、电气电子设备用防震片、防震橡胶、冲击吸收片、冲击缓冲膜·片、住宅用减震片、减震器材料等的成型材料用途;用于粘合胶带、粘合片、粘合标签、除尘辊等的粘合剂用途;用于卫生用品、装订的粘接剂用途;用于服装、运动用品等的弹性纤维用途等。
本发明的第一和第二组合物以及弹性体能够优选用于膜,特别能够优选用于卫生材料用弹性膜。本发明的弹性体和膜由本发明的第一和第二组合物得到,因此结实而富于伸缩性,而且膜厚变化小,永久伸长率小。此外,本发明的第一和第二组合物以及弹性体也能够优选用作线(弹性绳)。
本发明的膜的厚度没有特别限定,可根据用途调节,在作为纸尿裤、生理用品等卫生用品用的膜的情况下,通常为0.01~5mm,优选为0.01~1mm,更优选为0.02~0.2mm。
将本发明的第一和第二组合物成型为膜的方法没有特别限定,能够采用现有公知的膜成型法,从以良好的生产率得到平滑的膜的观点出发,优选为挤出成型,尤其特别优选使用了T-模头的挤出成型。
作为使用了T-模头的挤出成型的具体例子,可举出如下的方法:从安装于单轴挤出机、二轴挤出机的T-模头中挤出以150~250℃熔融了的组合物,一边用牵引辊冷却一边收卷。在用牵引辊冷却时,可以对膜进行拉伸。此外,在将膜收卷时,可以一边在由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、无纺布或剥离纸形成的基材之上涂布组合物的熔融物一边成膜,也可以用这些基材夹住组合物的熔融物以此方式成膜。这样得到的膜可以以与基材一体的形式使用,也可以从基材剥下使用。
本发明的弹性体和膜的膜厚的均匀性优异。
本发明的弹性体和膜的膜厚的均匀性优异能够通过例如如下的方式确认:沿着成型时的熔融流动方向切割30cm的长度的作为试样的膜,在该膜的中央部处,使用数字测厚器(东洋精机公司制,测定精度:0.001mm单位),沿着熔融流动方向每隔2cm测定15处膜的厚度,根据这些测定值求出的、膜厚的标准偏差相对于膜厚的平均值的比(标准偏差/平均值)的比例通常为30%以下,优选为20%以下。
本发明的弹性体和膜的永久伸长率通常为5%以下,优选为2%以下。膜的永久伸长率能够通过实施例所记载的方法求出。
本发明的弹性体和膜根据其用途能够直接使用单层,也能够与其他构件层叠作为多层体使用。作为直接使用单层的情况的具体例子,能够举出如下用途:用于纸尿裤、生理用品等卫生用品的伸缩性膜;用于对光学膜等进行保护的保护膜;用作容器的收缩包装、热收缩标签的热收缩性膜。作为制成多层体的情况的具体例子,能够举出如下的情况:在将本发明的膜进行开缝加工后,对其涂敷热熔胶粘剂等制成胶带,在收缩状态下将该胶带与无纺布、纺织布、塑料膜或这些的层叠体粘接,减轻胶带的收缩,由此形成伸缩性的集聚构件。进而,也能够根据其他用途,按照公知的方法适当加工,用作例如伸缩性湿敷用基材、手套、手术用手套、指套、止血带、避孕用品、头带、护目镜带、橡皮筋等伸缩性构件。
实施例
以下,举出实施例和比较例对本发明进行具体说明。以下,只要没有特别说明,“份”为重量基准。另外,试验、评价按照以下进行。
[各嵌段共聚物的重均分子量]
通过将流速0.35ml/分钟的四氢呋喃作为载液的高效液相色谱,将重均分子量作为聚苯乙烯换算分子量求出。装置为TOSOH CORPORATION制HLC8320,柱为将3根昭和电工公司制Shodex KF-404HQ连结的柱(柱温度40℃),检测器使用差示折射计和紫外线检测器,分子量的校正使用TOSOH CORPORATION制的标准苯乙烯(500至300万)的12个点来实施。
[各嵌段共聚物在嵌段共聚物混合物中的重量比]
根据通过上述的高效液相色谱所得到的图表的与各嵌段共聚物对应的峰面积比求出。
[各嵌段共聚物的苯乙烯聚合物嵌段的重均分子量]
按照Rubber Chem.Technol.,45,1295(1972)所记载的方法,使嵌段共聚物与臭氧反应,用氢化锂铝进行还原,由此分解嵌段共聚物的异戊二烯聚合物嵌段。具体地,按照以下的步骤进行。即,在加入了100ml的用分子筛处理了的二氯甲烷的反应容器中,溶解300mg的试样。将该反应容器放入冷却槽,使其为-25℃,然后一边在反应容器中以170ml/min的流量流入氧,一边导入由臭氧产生器产生的臭氧。从反应开始经过30分钟后,通过将从反应容器流出的气体导入碘化钾水溶液,确认反应结束。接下来,在氮置换了的另外的反应容器中,加入50ml的二***和470mg的氢化锂铝,一边用冰水冷却反应容器,一边向该反应容器缓慢地滴加与臭氧反应了的溶液。然后,将反应容器放入水浴,慢慢地升温,在40℃使其回流30分钟。然后,一边搅拌溶液,一边向反应容器中少量地逐滴滴加稀盐酸,持续滴加直至几乎确认不到氢的产生。在该反应之后,过滤溶液中生成的固体的生成物,固体的生成物用100ml的二***萃取10分钟。将该萃取液与过滤时的滤液合并,馏去溶剂,由此得到固体的试样。对这样得到的试样,按照上述的重均分子量的测定法测定重均分子量,将该值作为苯乙烯聚合物嵌段的重均分子量。
[各嵌段共聚物的异戊二烯聚合物嵌段的重均分子量]
从分别以上述的方式求出的嵌段共聚物的重均分子量减去对应的苯乙烯聚合物嵌段的重均分子量,基于该计算值求出异戊二烯聚合物嵌段的重均分子量。
[各嵌段共聚物的异戊二烯聚合物嵌段的乙烯基键含量]
基于HNMR的测定求出。
[各嵌段共聚物的苯乙烯单元含量]
基于差示折射计和紫外线检测器在上述的高效液相色谱的测定中的检测强度比求出。另外,预先准备具有不同的苯乙烯单元含量的共聚物,使用这些制作标准曲线。
[膜厚的均匀性(膜厚变化)]
沿着成型时的熔融流动方向切割30cm的长度的膜,在该膜的中央部处,使用数字测厚器(东洋精机公司制,测定精度:0.001mm单位),沿着熔融流动方向每隔2cm测定15处膜的厚度,得到这些测定值的平均值和标准偏差,求出膜厚的标准偏差相对于膜厚的平均值的比(标准偏差/平均值)的比例,用以下的基准进行评价。比越小则可以说膜的膜厚的均匀性越高,可以说用于成型的组合物的成型性越优异。
〇:20%以下
△:超过20%且30%以下
×:超过30%
[膜的永久伸长率]
按照ASTM 412,使用ORIENTEC公司制的Tensilon万能试验机RTC-1210进行测定。具体地,样本形状使用DieA,使拉伸前的标线间距为40mm并以伸长率200%使膜拉伸,在以这样的状态保持10分钟后,使其不弹回地突然收缩,放置10分钟后,测定标线间距,基于下式求出永久伸长率。
永久伸长率(%)=(L1-L0)/L0×100
L0:拉伸前的标线间距(mm)
L1:使其收缩并放置10分钟后的标线间距(mm)
需要说明的是,在该测定中,使用2张膜,沿成型时的熔融流动方向(MD)测定一张,沿着成型时的熔融流动垂直方向(CD)测定另一张,用以下的基准进行评价。
熔融流动方向(MD)的永久伸长率
〇:2%以下
△:超过2%且为5%以下
×:超过5%
熔融流动垂直方向(CD)的永久伸长率
〇:2%以下
△:超过2%且为5%以下
×:超过5%
[膜的耐臭氧龟裂性]
将膜固定在卡盘(chuck)间距4.0cm的张力保持器上。接着将卡盘间距拉伸至5.0cm,以25%伸长状态固定膜。将固定了的膜放置在30℃、50%RH、臭氧浓度5pphm的恒温槽中,测定直至用肉眼能够确认龟裂的时间,用以下的基准进行评价。
〇:即使超过2小时也没有产生龟裂。
×:在2小时以内产生龟裂。
[膜色泽]
按照JIS K0071-2测定膜的加德纳色度,用以下的基准进行评价。
〇:加德纳色度小于2
×:加德纳色度为2以上
[膜臭味]
按照日本臭味对策研究协会发行的臭味的嗅觉测定法中的臭味强度显示法,对膜进行感官试验。
具体地,首先,将制成100mm×300mm的尺寸的膜放入120mL的耐热性容器,用铝箔盖住。然后,将放入了该膜的耐热性容器放入烘箱,以温度140℃、20分钟的条件加热,进行加热后的臭味的确认。臭味的确认通过6人委员会进行。在本试验中,为了防止嗅觉疲劳,采用将6人委员会分成2班,每班3人,每次1班人闻臭味的方法。此外,闻臭味的样品的顺序为随机。
0:无味
1:勉强能够辨识的气味(检测阈值浓度)
2:判断为有某种气味的微弱气味(辨识阈值浓度)
3:能够轻松察觉到的气味
4:强的气味
5:强烈的气味
另外,感官试验的结果通过分别除去6人委员会的判定值之中最大值和最小值、将剩余的4人的判定值进行平均来求出,用以下的基准进行评价。
〇:感官试验的值小于3分
×:感官试验的值为3分以上
[制造例1]
在耐压反应器中添加23.3kg的环己烷、1.4毫摩尔的N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(以下称为TMEDA)、1.04kg的苯乙烯,在40℃搅拌时,添加92.9毫摩尔的正丁基锂,一边升温到50℃一边聚合1小时。苯乙烯的聚合转化率为100%。接下来,一边进行温度控制以保持50~60℃,一边历经1小时连续地向反应器中添加5.66kg的异戊二烯。异戊二烯的添加结束后,进一步聚合1小时。异戊二烯的聚合转化率为100%。接着,一边继续以保持50~60℃的方式进行温度控制,一边历经1小时连续地添加1.04kg的苯乙烯。苯乙烯的添加结束后,进一步聚合1小时,形成具有活性末端的三嵌段链。苯乙烯的聚合转化率为100%。接着,添加63.4毫摩尔的甲醇作为聚合终止剂,进行混合,由此使具有活性末端的三嵌段链之中的一部分活性末端失活,形成苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物B1。然后,一边进一步继续以保持50~60℃的方式进行温度控制,一边历经1小时连续地添加0.98kg的苯乙烯。苯乙烯的添加结束后,进一步聚合1小时,形成具有活性末端的三嵌段链。苯乙烯的聚合转化率为100%。最后,添加63.4毫摩尔的甲醇作为聚合终止剂,进行混合,由此使三嵌段链的活性末端全部失活,形成苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物A1。取出一部分得到的反应液,按照上述测定方法评价嵌段共聚物。结果示于表2。
在100份的像以上那样得到的反应液(含有30份的聚合物成分)中,加入0.3份的2,6-二叔丁基-对甲酚作为抗氧化剂,进行混合,将混合溶液每次少量地向加热到85~95℃的温水中滴加,使溶剂挥发,得到析出物,粉碎该析出物,在85℃进行热风干燥,由此回收含有嵌段共聚物A1和嵌段共聚物B1的混合物。
嵌段共聚物A1和嵌段共聚物B1在上述混合物中的重量比(嵌段共聚物A1/嵌段共聚物B1)为40/60。
[制造例2~4]
将苯乙烯、异戊二烯等原料的使用量变更为如表1所示,除此以外,与制造例1同样地进行,得到了反应液和混合物。评价结果示于表2。
[表1]
表1
[表2]
表2
[制造例5]
在耐压反应器中添加23.2kg的环己烷、1.5毫摩尔的N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(以下称为TMEDA)、1.20kg的苯乙烯,在40℃搅拌时,添加101.7毫摩尔的正丁基锂,一边升温到50℃一边聚合1小时。苯乙烯的聚合转化率为100%。接着,一边进行温度控制以保持50~60℃,一边历经1小时连续地向反应器中添加6.53kg的异戊二烯。异戊二烯的添加结束后,进一步聚合1小时,形成具有活性末端的二嵌段链。异戊二烯的聚合转化率为100%。接着,添加25.4毫摩尔的二甲基二氯硅烷和9.7毫摩尔的四甲氧基硅烷作为偶联剂,进行2小时偶联反应,形成苯乙烯-异戊二烯偶联嵌段共聚物C1。然后,添加203毫摩尔的甲醇作为聚合终止剂,进行混合,由此使二嵌段链的活性末端全部失活,形成苯乙烯-异戊二烯二嵌段共聚物D1。取出一部分得到的反应液,按照上述测定方法评价嵌段共聚物。结果示于表4。
在100份的像以上那样得到的反应液中添加0.3份的2,6-二叔丁基-对甲酚作为抗氧化剂,进行混合,将混合溶液每次少量地向加热到85~95℃的温水中滴加,使溶剂挥发,得到析出物,粉碎该析出物,在85℃进行热风干燥,由此回收含有嵌段共聚物C1和嵌段共聚物D1的混合物。
嵌段共聚物C1和嵌段共聚物D1在上述混合物中的重量比(嵌段共聚物C1/嵌段共聚物D1)为90/10。
[制造例6~7]
将苯乙烯、异戊二烯等原料的使用量变更为如表3所示,除此以外,与制造例4同样地进行,得到了反应液和混合物。评价结果示于表4。
[表3]
表3
[表4]
表4
制造例5 | 制造例6 | 制造例7 | |
嵌段共聚物C | C1 | C2 | C3 |
支链数n=2的比例(重量%) | 56 | 100 | 100 |
支链数n=3的比例(重量%) | 22 | 0 | 0 |
支链数n=4的比例(重量%) | 22 | 0 | 0 |
重均分子量(×103) | 250 | 190 | 158 |
Arc的重均分子量(×103) | 9 | 16 | 15 |
Dc的乙烯基键含量(摩尔%) | 7 | 7 | 7 |
Dc的重均分子量(×103) | 105 | 80 | 64 |
苯乙烯单元含量(重量%) | 14 | 24 | 25 |
嵌段共聚物D | D1 | D2 | D3 |
重均分子量(×103) | 112 | 95 | 79 |
Ard的重均分子量(×103) | 9 | 16 | 15 |
Da的乙烯基键含量(摩尔%) | 7 | 7 | 7 |
Dd的重均分子量(×103) | 105 | 80 | 64 |
苯乙烯单元含量(重量%) | 14 | 24 | 25 |
重量比C/D | 90/10 | 32/68 | 82/18 |
[实施例1]
将在制造例1中得到的混合物和在制造例5中得到的混合物以成为表5所记载的各嵌段共聚物的重量比的方式进行混合,制备组合物。将得到的组合物投入安装了T-模头的二轴挤出机。然后,在该二轴挤出机内,将它们在200℃加热熔融,进行混炼,将其以连续20分钟夹入PET制脱模膜的方式挤出,由此成型为平均厚度0.05mm的膜状。对这样得到的实施例1的膜测定膜厚变化和永久伸长率。结果示于表5。另外,膜的成型条件的细节如下所述。
(膜的成型条件)
配合物处理速度:5kg/小时
膜牵引速度:4m/分钟
挤出机温度:调节为投入口100℃、T-模头200℃
螺杆:全程(full flighted)
挤出机L/D:30
T-模头:宽200mm、模唇0.5mm
[实施例2~3、比较例1~4]
变更为表5所示的各嵌段共聚物的重量比,除此以外,与实施例1同样地进行,得到组合物和膜,同样地进行评价。结果示于表5。
[表5]
表5
如表5的结果所示,在组合使用结构不同的3种嵌段共聚物、并且适当地调节构成各嵌段共聚物的各嵌段的重均分子量和芳香族乙烯基单体单元在各嵌段共聚物中的含量的情况下,能够得到具有优异的成型性的组合物,能够得到膜厚变化小、永久伸长率小的膜(实施例1~3)。
另一方面,即使在组合使用结构不同的3种嵌段共聚物的情况下,当包含芳香族乙烯基单体单元的含量过多的嵌段共聚物时,组合物的成型性也不充分,得到的膜的膜厚的变化也大,永久伸长率也大(比较例1~4)。
[实施例4]
将100份的实施例1中制备的组合物和3份的具有表7所记载的添加方式的添加剂投入安装了T-模头的二轴挤出机。然后,在该二轴挤出机内,将它们在200℃加热熔融,进行混炼,将其以连续20分钟夹入PET制脱模膜的方式挤出,由此成型为平均厚度0.05mm的膜状。对这样得到的实施例4的膜测定膜厚变化和永久伸长率。结果示于表8。另外,膜的成型条件的细节如下所述。此外,表7所示的添加剂的重量比(正-体/异-体)和熔点示于表6。
(膜的成型条件)
添加物处理速度:5kg/小时
膜牵引速度:4m/分钟
挤出机温度:调节为投入口100℃、T-模头200℃
螺杆:全程
挤出机L/D:30
T-模头:宽200mm、模唇0.5mm
[实施例5~14]
将添加剂的种类和量变更为如表8所示,除此以外,与实施例4同样地进行,得到膜,同样地进行评价。结果示于表8。
[参考例5~11]
将添加剂的种类和量变更为如表9所示,除此以外,与实施例4同样地进行,得到膜,同样地进行评价。结果示于表9。
[表6]
表6
[表7]
[表8]
[表9]
表9
如表8的结果所示,在对嵌段共聚物添加以特定的重量比含有直链状烃和支链状烃且具有较低熔点的蜡的情况下,能够得到色泽和低臭味性优异的组合物,能够得到耐臭氧龟裂性优异的弹性体(实施例4~14)。
另一方面,如表9的结果所示,在添加具有较高熔点的蜡的情况下,不能得到耐臭氧龟裂性优异的弹性体(参考例5)。
此外,如表9的结果所示,在使用了具有较高的熔点且没有以适当的重量比含有直链状烃和支链状烃的蜡的情况下,也不能得到耐臭氧龟裂性优异的弹性体(参考例6~8)。
此外,如表9的结果所示,在使用了没有以适当的重量比含有直链状烃和支链状烃的蜡的情况下,也不能得到耐臭氧龟裂性优异的弹性体(参考例11)。
此外,如表9的结果所示,在使用了蜡以外的添加剂的情况下,得到的组合物的色泽差,得到的组合物的臭味也强(参考例9~10)。
Claims (11)
1.一种组合物,其含有:具有至少1个芳香族乙烯基聚合物嵌段和至少1个共轭二烯聚合物嵌段的嵌段共聚物、以及蜡,
所述蜡含有直链状烃和支链状烃,以直链状烃/支链状烃所表示的重量比计,直链状烃和支链状烃的重量比为50/50~99/1,
所述蜡的熔点小于80℃,
所述组合物中的所述蜡的含量相对于100重量份的所述嵌段共聚物为0.1~5重量份。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述嵌段共聚物中的芳香族乙烯基单体单元的含量为5~60质量%。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,所述共轭二烯聚合物嵌段的乙烯基键含量为1~20摩尔%的范围。
4.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,所述嵌段共聚物的重均分子量为40000~500000。
5.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,在Ar表示芳香族乙烯基重合体嵌段、D表示共轭二烯重合体嵌段、X表示偶联剂的残留基团、n表示2以上的整数的情况下,
所述嵌段共聚物为选自表示为Ar-D的芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物和表示为Ar-D-Ar或(Ar-D)n-X的芳香族乙烯基-共轭二烯-芳香族乙烯基嵌段共聚物、以及它们的混合物中的嵌段共聚物。
6.根据权利要求5所述的组合物,其中,所述嵌段共聚物包含表示为Ar-D-Ar或(Ar-D)n-X的芳香族乙烯基-共轭二烯-芳香族乙烯基嵌段共聚物。
7.根据权利要求6所述的组合物,其中,所述嵌段共聚物还包含表示为Ar-D的芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物。
8.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,所述蜡中的直链状烃和支链状烃的合计量为50质量%以上。
9.一种弹性体,其是由权利要求1至8中任一项所述的组合物得到的。
10.根据权利要求9所述的弹性体,其为卫生材料用弹性体。
11.根据权利要求9或10所述的弹性体,其为膜或线。
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