[发明专利]改性异单烯烃/对烷基苯乙烯共聚物的接枝固化

说明书

本申请是共同未决的US系列号08/402,792(1995年3月13日提交)的部分续申请；后者是1994年1月14日提交的US系列号08/181,713、现为US专利5,430,118的分案申请；而后者是现已放弃的1992年5月11日提交的US系列号07/880,922的分案申请；后者又是1989年11月27日提交的US系列号07/442,028、现为US专利5,162,445的分案申请。

本发明涉及含有不饱和的酯改性弹性聚合物的接枝固化组合物以及通过该聚合物与反应活性单体相互作用制备组合物的方法。

在现有技术中已知的是具有共轭二烯烃不饱和度的某些弹性聚合物能够通过让该聚合物与一种或多种可自由基聚合的单体在自由基引发剂存在下进行反应加以接枝固化。例如US专利3,968,185教导了弹性体如异丁烯和异戊二烯的脱氢卤化共聚物(丁基橡胶)或乙烯/丙烯和5，6-二亚烷基-2-降冰片烯的弹性三元共聚物能够通过弹性体与可自由基聚合的单体如苯乙烯在自由基引发剂存在下进行反应来交联。在此类弹性体中存在的游离内二烯烃不饱和基团有利于单体链加成到聚合物骨架上和有利于复杂的聚合物网络的形成，其中一些是连接不同弹性体分子的接枝网络。这些可交联的组合物经配制后能够提供具有不寻常的物理性能平衡的固化产物，并可以用作涂料、粘合剂和用于模塑和挤塑加工的机械、汽车和工业制品。

对于卤化丁基橡胶的类似物最近已发现它包括C₄-C₇异单烯烃例如异丁烯和对-烷基苯乙烯如对-甲基苯乙烯的无规共聚物的卤化产物，如US专利5,162,445中所公开的那样。虽然这些物质没有烯属骨架不饱和度，但苄基卤素例如溴的存在使得可以使用氧化锌/硬脂酸固化体系更容易地将该聚合物交联或固化。还有，这些共聚物的官能化变体可以通过聚合物分子中存在的苄基卤素被可与其反应的试剂进行亲核取代，提供含有胺、酸、酯、酰胺和类似官能团的聚合物而制得。接枝的聚合物也可以通过接枝反应来制得，在该反应中卤化共聚物在溶液中与聚合亲核试剂如聚苯乙烯基锂反应。这些接枝反应导致生产出溶剂可溶的接枝共聚物，但无法获得与上述品种类似的交联接枝共聚物。

本发明提供可固化的聚合物组合物，它包括由以下组分组成的混合物：

a)弹性体聚合物，它含有约0.01-约10mol％的沿弹性体聚合物链和侧挂于弹性体聚合物链无规分布的Y酯基，该Y酯基由以下结构表示：其中R₂和R₃独立地选自氢和含有1-约6个碳原子的烷基和R₄选自氢，含有1-约28个碳原子的烷基，芳基和含有2-约28个碳原子的链烯基；和

b)至少一种可自由基聚合的单体。

本发明还提供制备接枝固化聚合物组合物的方法，包括：形成以上列举的(a)和(b)的混合物和让该混合物经受自由基聚合条件。

本发明还通过让包括以上列出的组分(a)和(b)的混合物经受自由基聚合条件而提供如此制备的固化反应产物。

侧挂于弹性体聚合物链的Y酯基，例如在异丁烯/对-甲基苯乙烯共聚物链上存在的(甲基)丙烯酸苄基酯基，能够参加与单官能度或多官能度可自由基聚合的单体的自由基引发的反应，得到具有不寻常的物理性能平衡的接枝交联组合物。这些组合物经受自由基聚合条件，生产出交联的(硫化的)成型制品，如薄膜，涂层，粘合剂和热熔层，以及挤塑或模塑制品。

在本发明中作为组分(a)存在的弹性体聚合物包括含有侧挂官能团的任何聚合物或共聚物，该官能团可与相应的酸或盐反应形成侧挂于聚合物链上的Y酯基。此类官能团包括羟基和胺官能团(例如在聚丁二烯、聚异戊二烯或EPDM弹性体的含羟基或胺的聚合物中所存在的羟基和胺官能团)，或卤素官能团(例如在异丁烯与异戊二烯或对-烷基苯乙烯的共聚物中存在的卤素官能团)。