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具有弹性的氢化嵌段聚合物及由其制造的制品

阅读:27发布:2021-09-24

专利汇可以提供具有弹性的氢化嵌段聚合物及由其制造的制品专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种弹性制品,该制品包含至少一种氢化嵌段 聚合物 ,并且选择性地含有至少一种其它聚合物,所说的其它聚合物选自 反应性 成品液体聚 氨 酯、弹性体或磺化乙烯/乙烯基芳族共聚体、弹性体乙烯/C3-C20α-烯 烃 共聚体、C3-C20α-烯烃/共轭二烯共聚体、弹性聚丙烯聚合物、强化聚丙烯聚合物、弹性体热塑性聚氨酯、弹性共聚聚酯、部分氢化嵌段聚合物、弹性聚酰胺、羟基官能化的聚醚(或聚醚胺)、苯乙烯/共轭二烯共聚体和弹性体金属茂-催化的合成聚合物或其共混物或配制体系。具体说,本发明涉及弹性成型制品,例如(但不限于)弹性 纤维 、弹性织物和弹性 薄膜 以及含有它们的 复合材料 ,特别是含有至少一种弹性成型制品的复合吸收产品。本发明的复合产品包括但不限于:妇女用 卫生巾 、失禁垫、一次性尿布和运动裤。本发明中术语“弹性制品”是对成型产品而言的,而术语“弹性材料”是对本发明的新组合物而言的。,下面是具有弹性的氢化嵌段聚合物及由其制造的制品专利的具体信息内容。

1.一种弹性制品,含有至少一种氢化嵌段聚合物,并且选择性地含有 至少一种其它聚合物,所说的其它聚合物选自反应性成品液体聚氨酯、 弹性体或磺化乙烯/乙烯基芳族共聚体、弹性体乙烯/C3-C20α-烯烃共聚 体、C3-C20α-烯烃/共轭二烯共聚体、弹性聚丙烯聚合物、强化聚丙烯 聚合物、弹性体热塑性聚氨酯、弹性聚酯、部分氢化嵌段聚合物、弹 性聚酰胺、羟基官能化的聚醚(或聚醚胺)、苯乙烯/共轭二烯共聚体和 弹性体金属茂-催化的合成聚合物或其共混物或配制体系, 其中,氢化嵌段聚合物是一种基本上氢化的嵌段聚合物,其特征在于 具有: i)氢化之前,共轭二烯单体单元与乙烯基芳族单体单元的重量比为大 于或等于60∶40; ii)氢化之前,重均分子量(Mw)为30,000-150,000,其中,每个乙烯基 芳族单体单元(a)的重均分子量(Mwa)为5,000-45,000并且每个共轭二 烯单体单元(b)的重均分子量(Mwb)为12,000-110,000;并且 iii)氢化程度达到,通过使用UV-VIS分光光度测量法和质子NMR分 析测定,使每个乙烯基芳族单体单元嵌段被氢化至大于90%的程度并 且使每个共轭二烯单体单元嵌段被氢化至大于95%的程度。
2.权利要求1的弹性制品,其中所述制品是具有无纺部分的复合材料 产品的一个组分。
3.权利要求2的弹性制品,其中所述产品包括腿褶裥、腿带、面板或 腰带。
4.权利要求3的弹性制品,其中所述腿褶裥或腿带、面板或腰带包括 弹性制品。
5.权利要求1的弹性制品,其中所述制品的形式是薄膜、片材、涂层、 带、胶条、异形材、模制品、泡沫体、带材、织物、纱线、长丝、丝 带、纤维、多元纤维或纤维质网。
6.权利要求5的弹性制品,其中所述胶条或丝带是无纺胶条或丝带。
7.权利要求5的弹性制品,其中所述纤维是单丝、双组分或多组分纤 维。
8.权利要求5的弹性制品,其中所述纤维是经过表面处理或交联的。
9.权利要求8的弹性制品,其中所述表面处理或交联包括x-射线辐照、 电子束辐照、硅烷固化、磺化、氟化或电晕放电。
10.权利要求1的弹性制品,其中所述制品是可粘合的。
11.权利要求10的弹性制品,其中所述可粘合的制品是多元纤维。
12.权利要求11的弹性制品,其中所述纤维可通过加热、超声、射频 或其组合来粘合。
13.权利要求11的弹性制品11,其中所述纤维是使用热熔粘合剂来粘 合。
14.权利要求13的弹性制品13,其中所述粘合程度被改进至,相对于 比较弹力纤维,使用减少至少10%的热熔粘合剂的量,提供同等或更 高Instron测定的粘合强度。
15.权利要求1的弹性制品,其是内芯/护套结构。
16.权利要求15的弹性制品,其中所述护套材料的软化点和熔点比内 芯材料高。
17.权利要求15的弹性制品,其中所述护套材料的软化点和熔点比内 芯材料低。
18.权利要求17的弹性制品,其中所述其结构是不用热熔粘合剂而可 热粘合的。
19.权利要求17的弹性制品,其中相对于含弹力纤维作为护套的比较 结构,其结构是可用少量热熔粘合剂来热粘合。
20.权利要求15的弹性制品,其中所述内芯/护套结构是纤维或多元纤 维。
21.一种含有权利要求1所述弹性制品的复合结构。
22.一种含有权利要求1所述弹性制品的吸收产品。
23.权利要求22的吸收产品,其中所述产品中具有至少一层捕获分布 层、粘合剂材料或多种粘合剂纤维、吸收性内芯材料或面片/背片。
24.权利要求23的吸收产品,其中所述产品包括至少一层捕获分布层。
25.权利要求24的吸收产品,其中所述捕获分布层包括泡沫材料或无 纺材料。
26.权利要求24的吸收产品,其中所述捕获分布层包括泡沫材料和无 纺材料。
27.权利要求25和26任一项的吸收产品,其中所述泡沫材料是气发泡 沫或分散(胶乳)泡沫。
28.权利要求27的吸收产品,其中所述泡沫材料含有反应性成品液体 聚氨酯、弹性体或磺化乙烯/乙烯基芳族共聚体、弹性体乙烯/C3-C20α- 烯烃共聚体、C3-C20α-烯烃/共轭二烯共聚体、弹性聚丙烯聚合物、强 化聚丙烯聚合物、弹性体热塑性聚氨酯、弹性聚酯、部分氢化嵌段聚 合物、弹性聚酰胺、羟基官能化的聚醚(或聚醚胺)、苯乙烯/共轭二烯 共聚体和弹性体金属茂-催化的合成聚合物或其任何组合的共混物。
29.权利要求24的吸收产品,其中至少一层捕获分布层包括弹性制品。
30.权利要求27的吸收产品,其中所述泡沫材料包括弹性材料。
31.权利要求28的吸收产品,其中所述泡沫材料中还含有另一种合成 聚合物。
32.权利要求27的吸收产品,其中所述泡沫材料包括至少一种添加剂。
33.权利要求32的吸收产品,其中所述添加剂是多元纤维、颜料或填 料。
34.权利要求25和26任一项的吸收产品,其中所述无纺材料是纺粘或 熔喷的。
35.权利要求34的吸收产品,其中不将所述纺粘的无纺材料压延以保 持膨松感。
36.权利要求34的吸收产品,其中将所述纺粘或熔喷无纺材料加工以 提供改进的膨松感(相对于纺粘或熔喷所共有的膨松感)。
37.权利要求34的吸收产品,其中所述无纺材料含有反应性成品液体 聚氨酯、弹性体或磺化乙烯/乙烯基芳族共聚体、弹性体乙烯/C3-C20α- 烯烃共聚体、C3-C20α-烯烃/共轭二烯共聚体、弹性聚丙烯聚合物、强 化聚丙烯聚合物、弹性体热塑性聚氨酯、弹性聚酯、部分氢化嵌段聚 合物、弹性聚酰胺、羟基官能化的聚醚(或聚醚胺)、苯乙烯/共轭二烯 共聚体和弹性体金属茂-催化的合成聚合物或其任何组合的共混物。
38.权利要求34的吸收产品,其中所述无纺材料包括弹性材料。
39.权利要求34的吸收产品,其中所述无纺材料包括从短纤维中梳理、 气流成网或湿法成网的结构。
40.权利要求34的吸收产品,其中所述无纺材料包括卷曲、自身卷曲、 双组分、多组分、尖三叶形、粘合的,多成分、微纤维、毛细管或空心 纤维。
41.权利要求34的吸收产品,其中所述无纺材料包括经表面处理的纤 维。
42.权利要求34的吸收产品,其中所述表面处理包括等离子体、电晕、 磺化或叠氮化物处理。
43.权利要求34的吸收产品,其中所述无纺材料的特征在于具有改进 的回弹性、舒适性或形成配合性能。
44.权利要求23的吸收产品,其中所述产品包括至少一种粘合剂材料。
45.权利要求44的吸收产品,其中所述粘合剂材料在吸收产品的吸收 性内芯、捕获分布层、面片或背片中。
46.权利要求44的吸收产品,其中所述粘合剂材料是多组分、双组分、 单组分或多成分的。
47.权利要求44的吸收产品,其中所述粘合剂材料由粘合剂纤维组成。
48.权利要求46的吸收产品,其中所述多组分或双组分粘合剂结构包 括内芯/护套、馅饼型、并列或海岛构型。
49.权利要求48的吸收产品,其中所述内芯含有反应性成品液体聚氨 酯、弹性体或磺化乙烯/乙烯基芳族共聚体、弹性体乙烯/C3-C20α-烯烃 共聚体、C3-C20α-烯烃/共轭二烯共聚体、弹性聚丙烯聚合物、强化聚 丙烯聚合物、弹性体热塑性聚氨酯、弹性聚酯、部分氢化嵌段聚合物、 弹性聚酰胺、羟基官能化的聚醚(或聚醚胺)、苯乙烯/共轭二烯共聚体 和弹性体金属茂-催化的合成聚合物或它们及其组合的交联型。
50.权利要求49的吸收产品,其中所述内芯包括弹性材料。
51.权利要求48的吸收产品,其中所述护套含有热塑性环氧材料、聚 丙烯酸酯、聚乙烯、乙烯/乙烯基芳族共聚体、聚乙烯/马来酸酐接枝物、 乙烯丙烯酸共聚体、苯乙烯丙烯酸酯、聚氨酯、马来酸化聚合物(如马 来酸化聚丙烯)。
52.一种含有权利要求1所述弹性材料的适宜用作粉末并以分散液、溶 液或胶乳形式使用的粘合剂材料。
53.权利要求23的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料是泡沫体、无 纺织物或泡沫/纤维复合材料。
54.权利要求53的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料中不含表示具 有固有吸收性的聚合物。
55.权利要求53的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料是泡沫材料。
56.权利要求55的吸收产品,其中所述吸收性内芯泡沫材料含有反应 性成品液体聚氨酯、弹性体或磺化乙烯/乙烯基芳族共聚体、弹性体乙 烯/C3-C20α-烯烃共聚体、C3-C20α-烯烃/共轭二烯共聚体、弹性聚丙烯 聚合物、强化聚丙烯聚合物、弹性体热塑性聚氨酯、弹性聚酯、部分 氢化嵌段聚合物、弹性聚酰胺、羟基官能化的聚醚(或聚醚胺)、苯乙烯 /共轭二烯共聚体和弹性体金属茂-催化的合成聚合物或其任何组合的 共混物。
57.权利要求55的吸收产品,其中所述吸收性内芯泡沫材料包括弹性 材料。
58.权利要求55的吸收产品,其中所述吸收性内芯泡沫材料的特征在 于具有均一或梯度泡孔结构。
59.权利要求53的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料是无纺材料。
60.权利要求59的吸收产品,其中所述吸收性内芯无纺材料含有反应 性成品液体聚氨酯、弹性体或磺化乙烯/乙烯基芳族共聚体、弹性体乙 烯/C3-C20α-烯烃共聚体、C3-C20α-烯烃/共轭二烯共聚体、弹性聚丙烯 聚合物、强化聚丙烯聚合物、弹性体热塑性聚氨酯、弹性聚酯、部分 氢化嵌段聚合物、弹性聚酰胺、羟基官能化的聚醚(或聚醚胺)、苯乙烯 /共轭二烯共聚体和弹性体金属茂-催化的合成聚合物或其任何组合的 共混物。
61.权利要求59的吸收产品,其中所述吸收性内芯无纺材料包括氢化 嵌段聚合物。
62.权利要求53的吸收产品,其中所述吸收性内芯无纺材料是气流成 网、熔喷法或纺丝粘合的。
63.权利要求53的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料包括熔喷/SAP 复合泡沫结构。
64.权利要求59的吸收产品,其中所述吸收性内芯无纺材料包括经表 面处理的纤维。
65.权利要求62的吸收产品,其中所述表面处理包括磺化、等离子体、 x-射线辐照、电子束辐照、硅烷固化或电晕放电处理。
66.权利要求59的吸收产品,其中所述吸收性内芯无纺材料包括吸收 性纤维。
67.权利要求66的吸收产品,其中所述吸收性纤维含有磺化或亲水性 聚合物。
68.权利要求59的吸收产品,其中所述吸收性内芯无纺材料通过使用 气流成网技术制造。
69权利要求23的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料包括多层。
70.权利要求60的吸收产品,其中所述多层中含有不同的聚合物组成。
71.权利要求70的吸收产品,其中所述多层的每层使用不同的制造方 法来提供。
72.权利要求69的吸收产品,其中所述多层的至少一层包括另一种弹 性材料。
73.权利要求69的吸收产品,其中所述多层的至少一层包括弹性材料。
74.权利要求23的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料包括吸收性聚 合物的囊以提供定位方式吸收。
75.权利要求23的吸收产品,其中所述将吸收性内芯材料设计成是捕 获分布层或多层和背片的统一体。
76.权利要求23的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料具有流体活化 性能。
77.权利要求76的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料是尿活化的。
78.权利要求76的吸收产品,其中所述流体活化使用形状改造聚合物 来实现。
79.权利要求78的吸收产品,其中所述形状改造聚合物是乙烯/苯乙烯 共聚体。
80.权利要求23的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料以滚压物品的 形式提供。
81.权利要求23的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料可适应、可塑 成穿用者的身体。
82.权利要求79的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料包括形状改造 聚合物,以提供顺应性和可塑性。
83.权利要求82的吸收产品,其中所述形状改造聚合物是乙烯/苯乙烯 共聚体。
84.权利要求23的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料被直接熔喷或 纺粘在背片的表面上。
85.权利要求23的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料是薄的,直至 湿化和在环境温度下为止。
86.权利要求85的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料当处在水分条 件下时膨胀。
87.权利要求85的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料当处于大于或 等于97℃时膨胀。
88.权利要求85的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料包括乙烯/苯乙 烯共聚体作为粘合剂材料。
89.权利要求23的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料包括多叶型纤 维,以提供芯吸效应。
90.权利要求89的吸收产品,其中所述芯吸效应垂直于水平线。
91.权利要求23的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料包括至少一种 可热粘合的组分,以便使内芯组分得到所需的分布。
92.权利要求23的吸收产品,其中所述面片或背片是纺粘或熔喷的。
93.权利要求92的吸收产品,其中所述面片或背片包括弹性材料。
94.权利要求92的吸收产品,其中所述面片或背片包括反应性成品液 体聚氨酯、弹性体或磺化乙烯/乙烯基芳族共聚体、弹性体乙烯/C3-C20 α-烯烃共聚体、C3-C20α-烯烃/共轭二烯共聚体、弹性聚丙烯聚合物、 强化聚丙烯聚合物、弹性体热塑性聚氨酯、弹性聚酯、部分氢化嵌段 聚合物、弹性聚酰胺、羟基官能化的聚醚(或聚醚胺)、苯乙烯/共轭二 烯共聚体和弹性体金属茂-催化的合成聚合物,它们及其组合的交联 型。
95.权利要求92的吸收产品,其中所述面片或背片包括弹性无纺微纤 维,以便提供可拉伸性同时保持微孔结构。
96.权利要求92的吸收产品,其中所述面片或背片包括氟处理的表面, 以便提供透气性同时收容流体。
97.权利要求23的吸收产品,其中所述面片或背片包括梳理结构。
98.权利要求97的吸收产品,其中所述梳理结构包括至少一种乙烯/苯 乙烯共聚体。
99.权利要求98的吸收产品,其中所述至少一种乙烯/苯乙烯共聚体具 有被硬梳理并且当处于身体温度时变软的性能。
100.权利要求23的吸收产品,其中所述面片或衬通过使用气流成网或 湿法成网制造技术来提供。
101.权利要求23的吸收产品,其中所述面片或背片包括提供低摩擦系 数的涂层。
102.权利要求101的吸收产品,其中所述面片与面片或背片与背片的 COF小于或等于3.0。
103.权利要求23的吸收产品,其中所述面片或背片具有绒毛状薄膜性 能。
104.权利要求103的吸收产品,其中所述绒毛状薄膜的性能是通过薄 膜的机械作用和刺孔来实现。
105.权利要求103的吸收产品,其中所述薄膜是共挤出膜。
106.权利要求23的吸收产品,其中所述面片或背片包括无纺材料。
107.权利要求106的吸收产品,其中所述无纺材料是后交联的。
108.权利要求107的吸收产品,其中所述后交联是通过使用电子束辐 照在氮气氛条件下实现的。
109.权利要求23的吸收产品,其中所述面片或背片包括弹性和非弹性 纤维。
110.权利要求23的吸收产品,其中所述面片或背片是半-渗透性的。
111.权利要求110的吸收产品,其中所述半渗透性是针对一面或一个 方向说的。
112.权利要求23的吸收产品,其中所述面片或背片包括压延的弹性泡 沫,其提供可防水性和透气性。
113.权利要求23的吸收产品,其中所述面片或背片包括泡沫体、薄膜 或无纺织物并且与至少一种其它产品组分成一整体。
114.权利要求113的吸收产品,其中使面片与捕获分布层成一整体。
115.权利要求113的吸收产品,其中使背片与捕获分布层成一整体。
116.权利要求23的吸收产品,其中所述面片或背片的特征是具有形状 改造性能,以提供改进的舒适。
117.权利要求116的吸收产品,其中所述形状改造性能通过使用乙烯/ 苯乙烯共聚体来实现。
118.权利要求23的吸收产品,其中所述面片或背片是可热或超声粘合 的。
119.权利要求23的吸收产品,其中所述背片包括水分活化的指示剂。
120.权利要求119的吸收产品,其中所述指示剂是荧光指示剂。
121.权利要求23的吸收产品,其中所述面片或背片基本上由全-泡沫 体系组成。
122.权利要求121的吸收产品,其中所述泡沫体系的特征是具有开放 的梯度泡孔。
123.权利要求23的吸收产品,其中所述面片或背片包括层压泡沫体 系。
124.权利要求123的吸收产品,其中所述泡沫被层压到面片上。
125.权利要求123的吸收产品,其中所述泡沫被层压到背片上。
126.权利要求23的吸收产品,其中所述吸收产品是单组分滚压物品。
127.权利要求23的吸收产品,其中所述吸收产品是多层多组分滚压物 品。
128.权利要求23的吸收产品,其中所述吸收产品是统一的滚压物品, 其中使至少捕获分布层、吸收性内芯材料和背片成一整体。
129.权利要求23的吸收产品,其中所述吸收产品包括可浸渍外壳。
130.权利要求22的吸收产品,其中所述吸收产品不含SAP。
131.权利要求129的吸收产品,其中所述吸收产品还含有喷制内芯。
132.权利要求22的吸收产品,其中所述吸收产品基本上由泡沫状组分 组成。
133.权利要求132的吸收产品,其中所述吸收产品基本上由具有开放 梯度泡孔的单泡沫组成。
134.权利要求22的吸收产品,其中所述吸收产品包括至少一种泡沫层 压材料。
135.权利要求22的吸收产品,其中所述吸收产品包括可冲走粘合剂材 料。
136.权利要求23的吸收产品,其中所述吸收产品包括可降解材料。
137.权利要求136的吸收产品,其中所述粘合剂材料是可降解的。
138.权利要求136的吸收产品,其中所述吸收性内芯材料是可降解的。
139.权利要求136的吸收产品,其中可降解性通过使用乙烯/乙烯醇共 聚体或聚乙烯醇聚合物来实现。
140.一种含有权利要求1所述弹性制品的无纺服装产品。
141.权利要求140的服装产品,其中所述弹性制品是以薄膜、片材、 涂层、带、胶条、异形材、模制品、泡沫体、带材、织物、纱线、长 丝、丝带、纤维、多元纤维或纤维质网的形式。
142.权利要求141的服装产品,其中所述产品是是休闲、运动、工业、 医疗或卫生用外套产品。
143.权利要求142的服装产品,其中所述外套产品是手术用长衣或帽 子。
144.权利要求142的服装产品,其中所述外套产品具有套袖并且套袖 含有弹性制品。
145.权利要求142的服装产品,其中所述外套产品具有袖口并且袖口 含有弹性制品。
146.权利要求142的服装产品,其中所述外套产品具有腰带并且腰带 含有弹性制品。
147.权利要求142的服装产品,其中所述外套产品具有领口并且领口 含有弹性制品。
148.权利要求142的服装产品,其中所述外套产品具有至少一种打褶 裥用的带子并且打褶裥用的带子含有弹性制品。
149.权利要求142的服装产品,其中所述外套产品是帽子或头罩。
150.权利要求142的服装产品,其中所述外套产品是鞋、脚套或靴。
151.一种含有权利要求1所述弹性制品的无纺产品,其中所述产品是手 术用被单、危险性化学品套服、非危险性工业用外衣产品、一次性清 洁室内用外套产品、地面用纺织物、抹布、毛巾、织物或个人护理产 品。
152.权利要求151的无纺产品,其中所述农业用无纺品是农业用无纺 产品。
153.权利要求151的无纺产品,其中所述抹布是化妆用抹布。
154.权利要求151的无纺产品,其中所述抹布是个人卫生用抹布。
155.权利要求151的无纺产品,其中所述个人护理产品是手套。
156.一种含有权利要求1所述弹性制品的外套附件产品。
157.权利要求156的附件产品,其中所述产品是束带、短袜、丝带,头 饰带或帽子。
158.一种含有权利要求1所述弹性制品的织造品。
159.一种含有权利要求1所述弹性制品的地毯。
160.权利要求159的地毯,其中所述纤维包括弹性制品。
161.权利要求160的地毯,其中所述纤维以松散、连续长丝的形式存 在。
162.权利要求159的地毯,其中所述地毯衬底包括弹性制品。
163.权利要求162的地毯,其中所述地毯衬底含有无纺材料。
164.权利要求162的地毯,其中所述地毯衬底含有织造材料。
165.一种含有权利要求1所述弹性制品的尿布。
166.一种含有权利要求1所述弹性制品的失禁垫。
167.一种含有权利要求1所述弹性制品的卫生巾。
168.以类似无纺品的原纤化泡沫形式的权利要求1的弹性制品。
169.权利要求168的弹性制品,其中所述泡沫是由胶乳或含水分散液 制造的。
170.一种含有权利要求1所述弹性材料的纱线。
171.权利要求170的纱线,其中所述纱线包括单丝。
172.权利要求170的纱线,其中所述纱线包括包覆单丝。
173.权利要求170的纱线,其中所述纱线包括复丝。
174.一种含有权利要求1所述弹性制品的外套产品。
175.权利要求174的外套产品,其中所述产品选自短袜、长袜、紧身 衣、奶罩、女式短裤、活动装、运动装、运动外套、睡衣、裙子、裤 子、罩衫、工作服、工装裤、跳跃装、汗衫、内衣和衬衫。
176.一种含有权利要求1所述弹性制品的外形配合包装产品。
177.权利要求176的包装产品,其中所述产品是生产袋。
178.权利要求176的包装产品,其中所述产品是网织品。
179.一种含有权利要求1所述弹性制品的装饰用或家具产品。
180.权利要求179的装饰用或家具产品,其中所述产品是垫子、扶手、 枕头、汽车地毯、车顶衬里、总线衬里、汽车装饰用品、床垫布或者 凳子、椅子或沙发的保护套。
181.权利要求175的外套产品,其中所述运动外套是运动衫、需氧短 裤、健美短裤、运动裤或跑步短裤。
182.一种含有权利要求1所述弹性制品的纺织品。
183.权利要求182的纺织品,其中所述产品含有纤维或多元纤维和至 少一种聚乳酸聚合物。
184.权利要求183的纺织品,其中所述纤维包括氢化嵌段聚合物。
185.权利要求184的纺织品,其中所述纤维中还含有聚乳酸聚合物。
186.一种含有权利要求1所述弹性制品的鞋类产品。
187.权利要求186的鞋类产品,其中所述产品是鞋。
188.权利要求186的鞋类产品,其中所述产品是拖鞋。
189.权利要求186的鞋类产品,其中所述产品是运动鞋或帆布胶底运 动鞋。
190.权利要求186的鞋类产品,其中所述产品凉鞋。
191.权利要求170的纱线,其中所述纱线是二维的或多维的。
192.权利要求5的弹性制品,其中所述纤维厚度为0.05微米-50密耳 (1.27mm)。
193.权利要求192的弹性制品,其中所述纤维厚度为0.1微米-24密耳 (0.61mm)。
194.权利要求192的弹性制品,其中所述制品是厚度为1密耳-12密 耳(0.025mm-0.305mm)的钩鱼线。
195.一种含有权利要求1所述弹性制品的伤口护理产品。
196.权利要求195的伤口护理产品,其中所述产品是纱布。
197.权利要求195的伤口护理产品,其中所述产品是绷带。
198.权利要求195的伤口护理产品,其中所述产品是适合于扭伤和劳损 愈合用的包裹物。
199.一种含有权利要求1所述弹性制品的衬垫。
200.权利要求199的衬垫,其中所述衬垫是泡沫状外套肩部衬垫。
201.权利要求199的衬垫,其中所述衬垫是泡沫状运动保护垫。
202.权利要求142的服装产品,其中所述外套产品包括稳定部位。
203.权利要求202的服装产品,其中所述稳定部位是接口,并且接口 包括弹性制品。
204.权利要求1的弹性制品,其中所述基本上氢化的嵌段聚合物的特 征在于具有: i)氢化之前,共轭二烯单体单元与乙烯基芳族单体单元的重量比为大 于或等于60∶40; ii)氢化之前,重均分子量(Mw)为30,000-150,000,其中每个乙烯基芳 族单体单元(a)的重均分子量(Mwa)为5,000-45,000并且每个共轭二烯 单体单元(b)的重均分子量(Mwb)为12,000-110,000;并且 iii)氢化程度达到,通过使用UV-VIS分光光度测量法和质子NMR分 析测定,使每个乙烯基芳族单体单元嵌段氢化至大于95%的程度并且 使每个共轭二烯单体单元嵌段氢化至大于99%的程度。
205.权利要求5的弹性材料,其中所述制品是纤维或多元纤维,并且 基本上氢化的嵌段聚合物的特征在于具有: i)氢化之前,共轭二烯单体单元与乙烯基芳族单体单元的重量比为大 于或等于60∶40; ii)氢化之前,重均分子量(Mw)为30,000-150,000,其中每个乙烯基芳 族单体单元(a)的重均分子量(Mwa)为5,000-45,000并且每个共轭二烯 单体单元(b)的重均分子量(Mwb)为12,000-110,000;并且 iii)氢化程度达到,通过使用UV-VIS分光光度测量法和质子NMR分 析测定,使每个乙烯基芳族单体单元嵌段氢化至大于95%的程度并且 使每个共轭二烯单体单元嵌段氢化至大于99%的程度。
206.权利要求1的弹性制品,含有至少一种基本上氢化的嵌段聚合物 和至少一种其它聚合物物料的共混物,其中所述基本上氢化的嵌段聚 合物的特征在于具有: i)氢化之前,共轭二烯单体单元与乙烯基芳族单体单元的重量比为大 于或等于60∶40; ii)氢化之前,重均分子量(Mw)为30,000-150,000,其中每个乙烯基芳 族单体单元(a)的重均分子量(Mwa)为5,000-45,000并且每个共轭二烯 单体单元(b)的重均分子量(Mwb)为12,000-110,000;并且 iii)氢化程度达到,通过使用UV-VIS分光光度测量法和质子NMR分 析测定,使每个乙烯基芳族单体单元嵌段氢化至大于95%的程度并且 使每个共轭二烯单体单元嵌段氢化至大于99%的程度。
207.权利要求5的弹性制品,其中所述制品是纤维或多元纤维并且含 有至少一种基本上氢化的嵌段聚合物和至少一种其它聚合物物料的共 混物,其中所述基本上氢化的嵌段聚合物的特征在于具有: i)氢化之前,共轭二烯单体单元与乙烯基芳族单体单元的重量比为大 于或等于60∶40; ii)氢化之前,重均分子量(Mw)为30,000-150,000,其中每个乙烯基芳 族单体单元(a)的重均分子量(Mwa)为5,000-45,000并且每个共轭二烯 单体单元(b)的重均分子量(Mwb)为12,000-110,000;并且 iii)氢化程度达到,通过使用UV-VIS分光光度测量法和质子NMR分 析测定,使每个乙烯基芳族单体单元嵌段氢化至大于95%的程度并且 使每个共轭二烯单体单元嵌段氢化至大于99%的程度。
208.一种权利要求5所述弹性制品的制造方法,该方法包括提供至少 一种基本上氢化的嵌段聚合物,该聚合物的特征在于具有: i)氢化之前,共轭二烯单体单元与乙烯基芳族单体单元的重量比为大 于或等于60∶40; ii)氢化之前,重均分子量(Mw)为30,000-150,000,其中每个乙烯基芳 族单体单元(a)的重均分子量(Mwa)为5,000-45,000并且每个共轭二烯 单体单元(b)的重均分子量(Mwb)为12,000-110,000;并且 iii)氢化程度达到,通过使用UV-VIS分光光度测量法和质子NMR分 析测定,使每个乙烯基芳族单体单元嵌段氢化至大于90%的程度并且 使每个共轭二烯单体单元嵌段氢化至大于95%的程度。
209.权利要求208的方法,其中使用选自以下的技术将所述制品制造成 形:纤维熔纺,纤维熔喷,薄膜吹塑,流延薄膜,注塑,拉挤成型,热成 形,冲压,锻造,吹塑,片材挤出,型材挤出,溶剂流铸,溶剂涂布,热 层压,压延,辊炼,反应注塑,挤出涂布,分散液涂布,纤维挤出和旋 转注模。
210.权利要求208的方法,其中使所述制品冷却或骤冷至0-30℃之间的 环境温度,然后在氮气气氛条件下施加附加的加热或电离辐射或同时 施加。
211.权利要求206的弹性制品,其中至少一种其它聚合物物料是均相 支化的乙烯聚合物。
212.权利要求211的弹性制品,其中所述均相支化的乙烯聚合物是均 相支化的线性乙烯聚合物。
213.权利要求212的弹性制品,其中所述均相支化的线性乙烯聚合物 的特征在于具有在-30℃至150℃之间的单差示扫描热量法,DSC,的熔 融峰。
214.权利要求211的弹性制品,其中所述均相支化的乙烯聚合物是基 本上线性的乙烯聚合物,其特征在于具有: (a)熔体流动比,I10/I2≥5.63, (b)分子量分布,Mw/Mn,通过凝胶渗透色谱法测定并且定义为下式:
           (Mw/Mn)≤(I10/I2)-4.63, (c)气体挤出流变性致使基本上线性的乙烯聚合物表面熔体断裂开始 时的临界剪切速率比线性乙烯聚合物表面熔体断裂开始时的临界剪切 速率大至少50%,其中基本上线性形的乙烯聚合物和线性乙烯聚合物 含有相同的共聚单体或多种共聚单体,线性乙烯聚合物的I2和 Mw/Mn在基本上线性的乙烯聚合物的10%以内并且其中基本上线性的 乙烯聚合物和线性乙烯聚合物的临界剪切速率分别在相同的熔融温度 下使用气体挤出流变仪测定,和 (d)在-30℃和150℃之间的单差示扫描热量法,DSC,的熔融峰。
215.权利要求208的方法,其中用电离能辐照所述制品。
216.权利要求215的方法,其中所述电离能在氮气气氛条件下通过电 子束源提供。
217.权利要求208的方法,其中将基本上氢化的嵌段聚合物与至少一 种其它聚合物物料共混。
218.权利要求217的方法,其中所述聚合物物料是烯烃聚合物。
219.权利要求217的方法,其中,使用差示扫描热量法测定,所述聚 合物物料是在23℃下的结晶度为小于或等于45wt%的聚烯烃弹性体 或塑性体。
220.权利要求219的方法,其中,使用差示扫描热量法测定,所述聚 烯烃的23℃下的结晶度为小于或等于20wt%。
221.权利要求217的方法,其中所述聚合物物料是聚丙烯。
222.权利要求221的方法,其中所述聚丙烯是无定形聚丙烯聚合物。
223.权利要求204和206任一项的弹性制品,其中所述基本上氢化的 嵌段聚合物是三嵌段,其在氢化之前具有两个乙烯基芳族单体单元嵌 段和一个共轭二烯单体单元嵌段。
224.权利要求223的弹性制品,其中每个乙烯基芳族单体单元嵌段的 重均分子量为小于或等于15,000。
225.权利要求223的弹性制品,其中至少一个所述乙烯基芳族单体单 元嵌段包括苯乙烯。
226.权利要求223的弹性制品,其中两个乙烯基芳族单体单元嵌段中 都含有苯乙烯。
227.权利要求223的弹性制品,其中所述共轭二烯单体单元嵌段是丁 二烯。
228.薄膜形式的权利要求204和206任一项的弹性材料。
229.纤维或多元纤维形式的权利要求204和206任一项的弹性材料。
230.模制品形式的权利要求204和206任一项的弹性材料。
231.热成形制品形式的权利要求204和206任一项的弹性制品。
232.模制品形式的权利要求204和206任一项的弹性材料。
233.一种含有权利要求204和206任一项所述弹性制品的个人卫生产 品。
234.权利要求233的产品,其中所述产品是一次性尿布。
235.一种含有背片或面片的尿布,其中所说的背片或面片由 204和206任一项的弹性材料组成。
236.一种含有权利要求204和206任一项的弹性材料的感染控制产品。
237.一种配制体系,含有 (A)至少一种基本上氢化的嵌段聚合物,其特征在于具有: i)氢化之前,共轭二烯单体单元与乙烯基芳族单体单元的重量比为大 于或等于60∶40; ii)氢化之前,重均分子量(Mw)为30,000-150,000,其中每个乙烯基芳 族单体单元(a)的重均分子量(Mwa)为5,000-45,000并且每个共轭二烯 单体单元(b)的重均分子量(Mwb)为12,000-110,000;并且 iii)氢化程度达到,通过使用UV-VIS分光光度测量法和质子NMR分 析测定,使每个乙烯基芳族单体单元嵌段氢化至大于90%的程度并且 使每个共轭二烯单体单元嵌段氢化至大于95%的程度;和 (B)油;并且选择性地含有 (C)0-60wt%的聚烯烃,通过使用凝胶渗透色谱法测定,所说的聚烯烃 的重均分子量大于10,000; (D)0-40wt%的蜡;和 (E)0-50wt%的增粘剂。
238.一种含有权利要求237所说配制体系的弹性薄膜、片材、涂层、 带、胶条、异形材、模制品、泡沫体、带材、织物、纱线、长丝、丝 带、纤维或纤维质网。
239.一种配制体系,含有 至少一种基本上氢化的嵌段聚合物,其特征在于具有: i)氢化之前,共轭二烯单体单元与乙烯基芳族单体单元的重量比为大 于或等于60∶40; ii)氢化之前,重均分子量(Mw)为30,000-150,000,其中每个乙烯基芳 族单体单元(a)的重均分子量(Mwa)为5,000-45,000并且每个共轭二烯 单体单元(b)的重均分子量(Mwb)为12,000-110,000;并且 iii)氢化程度达到,通过使用UV-VIS分光光度测量法和质子NMR分 析测定,使每个乙烯基芳族单体单元嵌段氢化至大于90%的程度并且 使每个共轭二烯单体单元嵌段氢化至大于95%的程度;和 至少一种低分子量减粘添加剂,所说的添加剂选自油、蜡、加工助剂、 增塑剂和增粘剂。
240.权利要求239的配制体系,还含有在190℃/2.2Kg(ASTM D-1238) 下I2熔体流动指数小于2000g/10分钟的乙烯聚合物。
241.一种弹性制品,含有至少一种基本上氢化的嵌段聚合物,其中所 说的嵌段聚合物的特征在于具有: i)氢化之前,共轭二烯单体单元与乙烯基芳族单体单元的重量比为大 于或等于60∶40; ii)采用平行板流变仪测得的,按如下不等式定义的于190℃在0.1拉德 /秒下的粘度: Ln 0.1拉德/秒下的粘度≤(7.08×10-5)(Mw)+7.89;并且 iii)氢化程度达到,通过使用UV-VIS分光光度测量法和质子NMR分 析测定,使每个乙烯基芳族单体单元嵌段氢化至大于90%的程度并且 使每个共轭二烯单体单元嵌段氢化至大于95%的程度。
242.一种含有至少一种基本上氢化的嵌段聚合物的组合物,其中所说 的嵌段聚合物的特征在于具有: i)氢化之前,共轭二烯单体单元与乙烯基芳族单体单元的重量比为大 于或等于60∶40; ii)氢化之前,重均分子量(Mw)为30,000-150,000,其中每个乙烯基芳 族单体单元(a)的重均分子量(Mwa)为5,000-45,000并且每个共轭二烯 单体单元(b)的重均分子量(Mwb)为12,000-110,000;并且 iii)氢化程度达到,通过使用UV-VIS分光光度测量法和质子NMR分 析测定,使每个乙烯基芳族单体单元嵌段氢化至大于90%的程度并且 使每个共轭二烯单体单元嵌段氢化至大于95%的程度。
243.权利要求8的弹性制品,其中所述表面处理或交联在基本上不含 氧气的惰性气氛条件下进行。
244.权利要求8的弹性制品,其中所述表面处理或交联包括电子束辐 照。
245.权利要求244的弹性制品,其中所述电子束辐照在基本上不含氧 气的惰性气氛条件下进行。
246.权利要求244的弹性制品,其中所述电子束辐照在氮气气氛条件 下进行。
247.一种含有权利要求1所述弹性制品的抽拉式尿布。
248.一种含有权利要求1所述弹性制品的运动裤。

说明书全文

发明涉及一种组合物或弹性制品,其含有至少一种氢化嵌段聚 合物并且可选择性地含有至少一种其它聚合物,所说的其它聚合物选 自反应性成品(tailored)液体聚酯、弹性体或磺化乙烯/乙烯基芳族共 聚体、弹性体乙烯/C3-C20α-烯共聚体、C3-C20α-烯烃/共轭二烯共聚 体、弹性聚丙烯聚合物、强化聚丙烯聚合物、弹性体热塑性聚氨酯、 弹性共聚聚酯、部分氢化嵌段聚合物、弹性聚酰胺、羟基官能化的聚 醚(或聚醚胺)、苯乙烯/共轭二烯共聚体、和弹性体金属茂-催化的合成 聚合物或其共混物或配制体系。具体说,本发明涉及弹性成型制品,例 如(但不限于)弹性纤维、弹性织物和弹性膜以及含有它们的复合材料, 特别是含有至少一种弹性成型制品的复合吸收性产品。本发明的复合 产品包括但不限于:妇女用卫生巾,失禁垫,一次性尿布(例如,抽拉式 尿布)和运动裤。

为制造各种一次性和耐用性制品,例如,失禁垫、一次性尿布、运 动裤、运动外套和家具装饰用品,需要使用具有优良拉伸性和弹性的材 料。拉伸性和弹性是起使其能够很好顺应穿用者身体或产品框架作用 的性能。人们期望,它在反复使用过程中能够保持适应性,在体温下能 够延长和收缩。此外,对失禁制品来说,为确保舒适并提供防止不期望 泄漏的安全性,拉伸性和弹性是特别需要的。

一次性制品一般来说是由聚合物薄膜、纤维、片材和吸收性材料 的组合以及联合使用各种制造技术制备的弹性复合材料。其中,纤维通 过公知工艺来制备,如纺丝粘合、熔喷、熔纺和连续长丝缠绕技术,薄 膜和片材成形工艺一般包括已知的挤出和共挤出技术,例如,吹塑薄 膜、流延薄膜、型材挤出、注塑、挤出涂布和挤出压片。

材料一般以其在施加偏置之后具有高百分数的弹性回复率(即, 低永久变形率)的弹性来表征。理想地说,弹性材料通过三个重要性能 的组合,即,低永久变形率、在应变下的低应力或负载以及低百分应力 或负载松弛率来表征。即,应当是(1)低应力或负载要求来拉伸材料,(2) 当材料被拉伸时没有或低应力松弛或卸载,以及(3)拉伸、偏置或应变 中断后完全或高度回复至原始尺寸。

LYCRA(Dupont化学公司提供的弹力纤维)是一种链段式聚氨酯 弹性材料,其已知具有良好的弹性性能。但LYCRA成本太高在很多用 途中受到限制。而且,LYCRA像天然橡胶一样具有对臭、氯和高温 的差的环境抗性趋势,特别是有分的存在下。

嵌段聚合物通常是具有杰出固态弹性性能的弹性体。但是,不饱和 嵌段聚合物,例如,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段聚合物,具有二流 热稳定性(特别是在熔融状态下)和差的UV稳定性。

相反,已知部分氢化(或部分饱和)的苯乙烯嵌段共聚物(例如,Shell 化学公司提供的KRATON G嵌段共聚物)很难进行熔融加工和拉伸成 纤维或薄膜。事实上,由部分氢化或部分饱和的嵌段聚合物以工业制造 速率制备细旦尼尔纤维(即,小于或等于40旦尼尔)或薄的薄膜(即, 小于或等于2密(0.051mm))通常是不可能的。为解决特征性熔融 加工和拉伸困难,通常将部分氢化的嵌段共聚物与各种添加剂,如油、 蜡和增粘剂进行配制。但为达到良好的熔融加工性和压延性,一般需要 非常高用量的低分子量添加剂,从而损害了强度和弹性。

WO95/33006公开了苯乙烯嵌段聚合物与基本上线性的乙烯聚合 物的共混物。该公开文献中描述了与基本上线性的乙烯聚合物共混的 一个优点是改进加工性。即,据描述,乙烯聚合物作为熔化促进剂和加 工助剂可降低(部分)饱和苯乙烯嵌段共聚物的加工延迟时间特征。

乙烯基芳族和共轭二烯的氢化嵌段共聚物如苯乙烯-丁二烯-苯乙 烯聚合物是本领域公知的。US专利3,333,024;3,431,323;3,598,886; 5,352,744;3,644,588和EP-505,110中公开了各种氢化嵌段共聚物。具 体说,嵌段聚合物芳族环的完全氢化已经得到研究。但是,聚合物科学 家认为完全氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(即,乙烯基芳族单体 单元以及共轭二烯单体单元完全饱和)在高温下没有有用的性能,即使 是温度略微升高。例如,热塑性弹性体,第2版,1996,第304页第8-12 行。″因此,聚苯乙烯保留对任何无定形烃嵌段共聚物的选择。这个最 后的事实在完全氢化的VCH-EB-VCH聚合物中得到清楚的证明。氢 化严重降低了相互作用参数以致在仅略微升高的温度下,聚合物便会 丧失所有的强度并且似乎是被在普通熔融温度下均相混合的″。

尽管各种公开文献中都涉及到弹性材料,包括涉及氢化嵌段聚合 物以及由嵌段聚合物和乙烯聚合物组成的共混物,例如US专利 5,093,422(Himes)和SIR No.H1,808(Djiauw等),目前仍需要具有良好 加工性同时保持强度和弹性性能的成本-有效的弹性组合物(及其制 品)。还需要一种在高温下具有良好弹性的弹性制品的制造方法。我们 发现这些和其它目的可以通过下述的本发明来实现。

发明概述

我们发现一种新的组合物,该组合物含有至少一种基本上氢化的 嵌段聚合物或其共混物或其配制体系,其出人意料地显出改进的熔体 压延性和加工性(并且在某些实施方案中显出改进的弹性性能),同时 保留或改进了强度性能。

我们还发现这种新的组合物可以方便地用于制备使用或不使用各 种添加剂如加工助剂、油、蜡、聚烯烃和增粘剂的改进的一次性和耐 用性弹性制品。但是,一般来说高组成强度和良好加工性是有相反关系 的或互相排他的,出人意料地,我们发现本发明的配制体系对于给定 的加工熔体流动速率来说具有异常的高强度。

本发明总的方面是一种组合物,该组合物含有至少一种基本上氢 化的嵌段聚合物,其中,嵌段聚合物的特征在于具有: i)氢化之前,共轭二烯单体单元与乙烯基芳族单体单元的重量比为大 于或等于60∶40; ii)氢化之前,重均分子量(Mw)为30,000-150,000,其中,每个乙烯基 芳族单体单元(a)的重均分子量(Mwa)为5,000-45,000并且每个共轭二 烯单体单元(b)的重均分子量(Mwb)为12,000-110,000;并且 iii)氢化程度达到,通过使用UV-VIS分光光度测量法和质子NMR分 析测定,使每个乙烯基芳族单体单元嵌段氢化至大于90%的程度并且 使每个共轭二烯单体单元嵌段氢化至大于95%的程度。

本发明的另一个方面是一种成型弹性制品(例如,薄膜,片材,涂 层,带,条,异形材(profiles),模制品,泡沫体,带材(tape),织物,纱线, 长丝,丝带,纤维,多元纤维或纤维质网(web),特别是薄膜,片材,织 物,纤维,多元纤维或纤维质网),该制品含有至少一种基本上氢化的 嵌段聚合物,其中,嵌段聚合物的特征在于具有: i)氢化之前,共轭二烯单体单元与乙烯基芳族单体单元的重量比为大 于或等于60∶40; ii)氢化之前,重均分子量(Mw)为30,000-150,000,其中,每个乙烯基 芳族单体单元(a)的重均分子量(Mwa)为5,000-45,000并且每个共轭二 烯单体单元(b)的重均分子量(Mwb)为12,000-110,000;并且 iii)氢化程度达到,通过使用UV-VIS分光光度测量法和质子NMR分 析测定,使每个乙烯基芳族单体单元嵌段氢化至大于90%的程度并且 使每个共轭二烯单体单元嵌段氢化至大于95%的程度。

本发明的第三个方面是一种组合物,该组合物含有(A)至少一种基 本上氢化的嵌段聚合物和(B)至少一种其它聚合物物料的共混物,其中, 所说的嵌段聚合物的特征在于具有: i)氢化之前,共轭二烯单体单元与乙烯基芳族单体单元的重量比为大 于或等于60∶40; ii)氢化之前,重均分子量(Mw)为30,000-150,000,其中,每个乙烯基 芳族单体单元(a)的重均分子量(Mwa)为5,000-45,000并且每个共轭二 烯单体单元(b)的重均分子量(Mwb)为12,000-110,000;并且 iii)氢化程度达到,通过使用UV-VIS分光光度测量法和质子NMR分 析测定,使每个乙烯基芳族单体单元嵌段氢化至大于90%的程度并且 使每个共轭二烯单体单元嵌段氢化至大于95%的程度。

本发明的第四个方面是一种含有共混物的弹性成型制品。

本发明的第五个方面是一种配制体系,该体系含有(A)至少一种基 本上氢化的嵌段聚合物; (B)油;并且选择性地含有 (C)0-60wt%的聚烯烃,所说的聚烯烃的重均分子量,通过使用凝胶渗 透色谱法测定,为大于10,000、优选大于20,000,更优选大于30,000; (D)0-40wt%的蜡;和 (E)0-50wt%的增粘剂, 其中,所说的嵌段聚合物的特征在于 i)氢化之前,共轭二烯单体单元与乙烯基芳族单体单元的重量比为大 于或等于60∶40; ii)氢化之前,重均分子量(Mw)为30,000-150,000,其中,每个乙烯基 芳族单体单元(a)的重均分子量(Mwa)为5,000-45,000并且每个共轭二 烯单体单元(b)的重均分子量(Mwb)为12,000-110,000;并且 iii)氢化程度达到,通过使用UV-VIS分光光度测量法和质子NMR分 析测定,使每个乙烯基芳族单体单元嵌段氢化至大于90%的程度并且 使每个共轭二烯单体单元嵌段氢化至大于95%的程度。

本发明的第六个方面是一种含有配制体系的弹性成型制品。

本发明的第七个方面是一种弹性成型制品的制造方法,该方法包 括提供至少一种基本上氢化的嵌段聚合物,该嵌段聚合物的特征在于 具有: i)氢化之前,共轭二烯单体单元与乙烯基芳族单体单元的重量比为大 于或等于60∶40; ii)氢化之前,重均分子量(Mw)为30,000-150,000,其中,每个乙烯基 芳族单体单元(a)的重均分子量(Mwa)为5,000-45,000并且每个共轭二 烯单体单元(b)的重均分子量(Mwb)为12,000-110,000;并且 iii)氢化程度达到,通过使用UV-VIS分光光度测量法和质子NMR分 析测定,使每个乙烯基芳族单体单元嵌段氢化至大于90%的程度并且 使每个共轭二烯单体单元嵌段氢化至大于95%的程度。

优选地,将弹性成型制品通过使用挤出技术来制造成形(即,包括 将本发明的嵌段聚合物熔融的方法)。适宜的挤出技术包括但不限于: 纤维熔纺,纤维熔喷,薄膜吹塑,流延薄膜,注塑,吹塑,型材挤出或 旋转注模技术。

在一个优选的实施方案中,使用任何适宜的技术将弹性组合物或 弹性纤维、织物、薄膜或其它成型制品辐照或交联。然而,优选使用由 电子束提供的电离辐射进行辐照或交联。优选地,在施加附加加热或电 离辐射以进行辐照或交联之前,让挤出物、长丝、网或部件冷却或者使 其骤冷至环境温度(即,允许基本上固化)。首选,在惰性气氛如在氮气 条件下进行电子束辐射。

在本发明的另一个优选的实施方案中,至少一种其它聚合物物料 是均相支化的乙烯聚合物,特别是基本上线性的乙烯聚合物。

我们出乎意料地发现基本上氢化的嵌段聚合物,其分子量即使比 对比用的部分氢化嵌段聚合物高很多,也可以被成功地熔体拉伸,包 括熔纺成细旦尼尔的纤维,而此时对比嵌段聚合物可能无法被熔体拉 伸或熔纺成任何旦尼尔的纤维。这个发现据信可归因于基本上氢化的 嵌段聚合物的出人意料低的低剪切熔体粘度。常规来说,具有较高分子 量的聚合物物料被估计显出相应较高的熔体粘度(并因此显出差的加 工性和熔体压延性)并且肯定不会预料到显出显著低的粘度。

本发明的另一出人意料之处是本发明的共混物在某一组分百分比 下表现出改进的弹性,与之形成对照的是普通组分百分比和对比共混 物通常认为这样的共混会使弹性或强度性能变差。

另一出人意料之处是本发明的配制体系,相对于配制的部分氢化 嵌段聚合物体系,显示出显著高的拉伸强度同时保持良好的加工性, 表现在具有较高的熔体流动速率。陈述这个意想不到之处的另一方式 是本发明的配制体系相对于对比配制体系在同等拉伸强度下显示出显 著改进的加工性。

附图说明 图1图示了本发明实施例1和对比例2的低剪切流变性。 图2图示了在117旦尼尔的本发明的实施例1和在140旦尼尔的对比 例8的23℃下的五次循环过程的永久变形率。 图3图示了本发明实施例1、3和4及对比例2、5和7的热力学分析 (TMA)探针穿刺数据。 图4图示了本发明实施例9-12及对比例2和13-15的拉伸强度(以psi 计)对200℃/5kg下的熔体流动速率(以g/10分钟计)的曲线图。 图5图示了本发明实施例9、16和17、实施例18及对比例20和21 的百分永久变形变形率对百分延伸率的曲线图。 图6图示了本发明实施例9、实施例18及对比例20-23的百分永久变 形变形率对百分延伸率的曲线图。 图7图示了本发明实施例9和17及对比例20、21和24%的百分永久 变形变形率对百分延伸率的曲线图。

术语″弹性制品″是针对成型产品使用的,而术语″弹性材料″是针 对本发明的新组合物而言的。

本文中,术语″弹性″或″类似弹性的性质″指在200%应变和在其玻 璃化转变温度与晶体熔点之间的温度或在可被拉伸至伸长、偏斜长度 比其松弛、未拉伸长度大至少200%的范围下,其永久变形率小于或等 于60%、特别是小于或等于50%并且最特别是小于或等于25%(即, 最特别是大于或等于87.5%回复率)的任何物料(例如,带,丝带,条, 带材,异形材,模制品,片材,涂层,薄膜,纱线,长丝,纤维,纤维质 网和织物以及包含其的层压材料或复合材料)。被拉伸之后物料无法回 复到其原始尺寸的程度是其永久变形率。

本领域中,弹性聚合物物料也称作″弹性体″和″弹性体的″,并且当 被拉伸至伸长、偏斜长度比其原始松弛、未拉伸长度大至少200%时 其永久应变小于10%的物料被认为是″高弹性的″。优选的弹性成型制 品是纤维和薄膜。

本文中,术语″非弹性的或无弹性的″指物料或制品没有如本文定 义的弹性(即,物料或制品的200%应变下的永久变形率大于60%)。

本文中,术语″层压材料″指制品或产品的两个不同组件的组合 (或形成层压通常是中间制造步骤的最终制品或产品),使用或不使用 添加剂物质如乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)共聚物型热熔粘合剂彼此附着。 其中,不使用粘合剂时,可以使用热粘合技术来实现附着。组件一般是 层或板层并且优选至少一种组件中含有弹性材料。

本文中,术语″复合材料″指两种或更多种组件或物料的组合,其中, 至少两种具有不同的形式,以提供制品或产品。

吸收性制品中可以包含一个或多个各种流体处置组件,如一个或 多个流体捕获组件、一个或多个流体分布组件和/或一个或多个流体存 储组件或捕获/分布层的组合。这些组件的每个可以含有一个或多个小 部件,它们可以是统一的或不统一的,例如,每个组件可以由相同材料 但以不同形式制造或者它们可以由数种材料制造。

例如,这种组件可以是层,选择性地由多层次层组成,并且或选择 性地具有不同的组成、或密度或厚度。

这些组件的每个可以具有特定的功能,如主要提供捕获功能或主 要提供流体存储功能。

或者,组件可以具有多个功能,如非常早的″仅有纤维素″尿布,其 中,纤维素绒毛同时起捕获、分布和最后的存储功能。

″存储吸收性组件″指吸收性内芯中主要起最后存储被吸流体功能 的吸收性组件。

″流体分布组件″在本发明中的含义是组件,其满足展开以便进行 流体分布功能的要求,无论是否组件还具有一些其它流体处置功能。

″流体捕获组件″指吸收性内芯的部件,其主要设计为接受到达吸 收性制品时的液体。

″捕获分布层或组件″指吸收性制品或产品中的组件,其主要起接 受到达吸收性制品或产品的液体并且将所接受的液体转移至制品或产 品存储组件功能。

本文中,术语″吸收性内芯材料″指吸收性制品中主要负责处置制 品中的流体的组件,由此包含″流体处置组件″。照此,吸收性内芯材料 一般不包括吸收性制品的面片或背片,尽管在某些情况中可以考虑面 片,例如,为提供特定的流体捕获性能。

吸收性内芯可以分成数个内芯″区域″,其中,这些″区域″可以起如 上所述的组件的一个或多个功能。因此,捕获区可以包含捕获组件(并 且还包括其它组件),它可以由捕获组件组成(没有其它组分),所说的 捕获组件可以由捕获性材料组成。或者,捕获/分布区可以既包含捕获 组件由包含分布组件。

本文中,术语″吸收性制品″指可吸收和容纳体内流出液的用具,并 且更具体说指可放在接触或接近穿用者身体并且可容纳从体内排出的 各种流出液的用具。本文中,术语″体液″包括但不限于:尿,月经,阴道 流出物,汗和粪便

本文中,术语″一次性″用来描述制品或产品不指望能洗或者恢复 成原样或再使用(即,有意将它们在使用后丢弃,优选地,回收、堆肥或 按环境允许的方式处理)。

本文中,术语″区域″或″区″指吸收性组件的部分或片段。因此,区 域或区可以是二维的(前/后)或可以是三维的(如同捕获区域-即使它是 以层的形式-具有三维延展面)。

本文中,术语″层″指吸收性组件,其的基本尺寸是X-Y,即,沿其 长和宽。应理解,术语″层″不必限制成材料的单层或单片。因此层可以 包含层压材料或数层所需类型材料片材或网的组合。因此,术语″层″包 括术语″多层″和″分层″。

本发明中,术语″上面″应理解为指最接近吸收性制品穿用者的吸 收性组件,如层,并且一般贴着吸收性制品的面片;相反,术语″下面″ 指离吸收性制品穿用者最远的吸收性组件并且一般贴着背片。

本文中,″超吸收性聚合物″按常规理解指聚合物物料浸渗流体并 由此形成吸胀的水凝胶。即,超吸收性聚合物是形成水凝胶的聚合物胶 凝剂。具体说,聚合物胶凝剂含有基本上水不溶性的、微交联的、部分 中和的形成水凝胶的聚合物物料,其一般由可聚合的、不饱和含酸单体 制备并且经常被接枝到其它类型的聚合物部分、然后与诸如三烯丙基 胺的交联剂微交联。例如参见US专利5,061,259和US专利4,654,039 作为关于超吸收性聚合物的补充描述。本文中,超吸收性聚合物用首字 母缩拼词″SAP″来表示。

本文中,术语″地面用纺织物″指任何制造成形的产品,其具有与地 面接触或与地面连带的实际用途,例如栅栏、覆盖织物或覆盖膜。

本文中,术语″可冲走″指任何产品可以被丢弃到小便器中(无论是 公共用还是家用)并且随后被冲走,不会损坏所连接的管道设备。术语″ 小便器″指冲洗设备,如家用桶、公共卫生间或仅用于男性小便目的 的垂直式男用设备。可冲走产品的实例描述于WO00/13623、WO 99/52482和WO99/65985。

本文中,术语″同质纤维″指具有单一聚合物区域或结构域并且没 有任何其它不同聚合物区域(如双组分纤维)的纤维,即使聚合物本身 可以具有多个相或微相。

本文中,术语″熔喷″常规含义指通过将熔融的弹性组合物挤出形 成纤维,让熔融的弹性组合物穿过数个细的(通常是圆形的)模口毛细 管以熔融的纱线或长丝形式进入收敛性高速气流(如空气)中,其中,高 速气流起细拉纱线或长丝以减少直径的作用。之后,长丝或纱线被高速 气流携带并且沉积在收集表面上,形成平均直径通常小于10微米的无 规分散的纤维的网。

本文中,术语″纺粘″常规含义指通过将熔融的弹性组合物挤出形 成纤维,让熔融的弹性组合物以长丝的形式穿过喷丝头(具有被挤出长 丝的直径)的数个细的(通常是圆形的)模口毛细管,然后被快速缩小, 之后将长丝沉积在收集表面上,形成平均直径通常为7-30微米的无规 分散的纺粘纤维的网。

本文中,术语″无纺″常规含义指具有无规交织的彼此分开的纤维 或纱线结构的网或织物,但与针织织物的情况不是同一方式。本发明的 弹性纤维可以用来制备本发明的无纺弹性织物以及含有弹性无纺织物 与非弹性材料之组合的复合结构。

术语″共轭″指由至少两种聚合物形成的纤维,其中,两种聚合物从 不同的挤出机中挤出,但熔喷或长丝并捻在一起形成一根纤维。共轭纤 维有时在本领域中称作多组分或双组分纤维。聚合物通常彼此不同,但 共轭纤维也可以是单组分纤维。聚合物被安排在基本上位置不变的不 同区中,这些区越过共轭纤维的横截面并且连续不断地沿共轭纤维的 长度延伸。共轭纤维的构型可以是,例如,护套/内芯型(其中,一种聚 合物被另一种包围)、并列型、馅饼型或″海岛″型。共轭纤维在US专 利5,108,820(Kaneko等);US专利5,336,552(Strack等)和US专利 5,382,400(Pike等)中有所描述。本发明的弹性纤维可以是共轭构型,例 如,以内芯或护套或者同时以内芯和护套的构型。

本文中,术语″热粘合″指将纤维加热,使纤维熔融(或软化)并且熔 凝,以致产生无纺织物。热粘合包括压延粘合和通气(through-air)粘 合以及本领域已知的方法。

″可在低热熔粘合剂量下热粘合的″指使用Ato Findley Adhesive HX9275(Ato Findley Nederlands B.V.提供,荷兰,鹿特丹)或H.B. Fuller Adhesive D875BD1(H.B.Fuller GmbH提供,I-Oneburg,德国)的 对比剥离试验结果,并且试验过程和方法见WO00/00229,其中,在将 热粘合脱解的试验中即使粘合剂的量少了至少15%,仍可以获得粘合 剂没有脱解热粘合时的相同的剥离强度

本文中,术语″基本上氢化的嵌段聚合物″指以每个乙烯基芳族单 体单元嵌段的氢化程度为大于90%(以数量计)并且每个共轭二烯聚合 物嵌段的氢化程度为大于95%(以数量计)为特征的嵌段共聚物,其中, 对于乙烯基芳族单体和共轭二烯单体的重复单元嵌段来说,氢化使不 饱和部分转变成饱和部分。

本文中,术语″部分氢化的嵌段聚合物″指嵌段聚合物被氢化,但达 不到定义基本上氢化的嵌段聚合物时的氢化程度。

本文中,术语″共混物″指至少一种基本上氢化的嵌段聚合物与至 少一种其它聚合物物料的混合物或组合。这种混合物或组合可以通过 任何已知技术制备,包括熔体共混、干混(例如,桶混)或溶液混合。

本文中,术语″配制体系″指至少一种基本上氢化的嵌段聚合物与 至少一种降低粘度的低分子添加剂的组合。适宜的低分子量降低粘度 的添加剂包括,例如(但不限于)油类(优选石蜡油)、蜡类(优选石蜡)、 加工助剂(例如,硬脂酸盐和含氟聚合物)和增粘剂(例如,烃类、松香 和萜烯)。

本文中,术语″辐射的″或″辐照的″指由弹性组合物组成的弹性组 合物或成型制品受至少3兆拉德(或其等价量)辐射剂量的处理,无论 二甲苯可萃取物的百分比是否具有可测量的减少(即,不溶性凝胶增 加)。也就是说,交联可以不由辐照来产生。

本文中,术语″交联的″和″基本上交联的″指由弹性组合物组成的 弹性组合物或成型制品,其特征在于二甲苯可萃取物小于或等于70 wt%(即,大于或等于30wt%凝胶含量),优选小于或等于40wt%(即, 大于或等于60wt%凝胶含量),其中,二甲苯可萃取物(和凝胶含量)按 照ASTM D-2765来测定。

本文中,术语″固化的″和″基本上固化的″指由弹性组合物组成的 弹性组合物或成型制品受到了或被暴置于引发交联的处理。本文中,该 术语涉及使用接枝烷化合物。

本文中,术语″可固化的″和″可交联的″指由弹性组合物组成的弹 性组合物或成型制品没有被交联并且没有受到或被暴置于引发交联的 处理,但由弹性组合物组成的弹性组合物或成型制品中含有当受到或 被暴置于这种处理时将发生交联的添加剂或官能团。

本文中,术语″促激添加剂″指在弹性组合物正常制造或加工过程 中没有被活化、但可以通过施加比正常制造或加工温度高的温度(加热) 或施加电离能(或同时)将其活化的化合物,以便发生一些可测量的胶 凝或优选发生交联。

基本上氢化的嵌段共聚物包括氢化的聚合乙烯基芳族单体的至少 一个不同的嵌段和氢化聚合共轭二烯单体的至少一个嵌段。优选的基 本上氢化的嵌段聚合物是含有(氢化之前)两个乙烯基芳族单体单元嵌 段和一个共轭二烯单体单元嵌段的三嵌段。用于本发明适宜的基本上 氢化的嵌段聚合物,通常表征为: a)氢化之前,共轭二烯单体单元嵌段与乙烯基芳族单体单元嵌段的重 量比为大于60∶40; b)氢化之前,重均分子量(Mw)为30,000-150,000(优选地,用于高喷 丝头拉伸时,如纤维纺丝时,小于或等于81,000),其中,每个乙烯基 芳族单体单元嵌段(A)的重均分子量(Mwa)为5,000-45,000并且每个共 轭二烯单体单元嵌段(B)的重均分子量(Mwb)为12,000-110,000;并且 c)氢化程度达到,通过使用UV-VIS分光光度测量法和质子NMR分 析测定,使每个乙烯基芳族单体单元嵌段氢化至大于90%的程度并且 使每个共轭二烯单体单元嵌段氢化至大于95%的程度。

净基本上氢化的嵌段聚合物可以进一步表征为0.1拉德/秒和190℃ 下的粘度,通过使用平行板流变仪(Rheometrics RMS-800,装有25mm 直径平板,以1.5mm的间隙,在氮气吹扫条件下),为小于1,000,000 泊、优选小于或等于750,000泊、更优选小于500,000泊,或者比具有 相同单体类型、单体单元数量、对称性和重均分子量的部分氢化嵌段 聚合物的粘度低至少30%、选至少50%、更优选至少80%,或者按如 下不等式来定义:

         Ln 0.1拉德/秒下的粘度≤(7.08×10-5)(Mw)+7.89 其中,″Ln″表示自然对数并且″≤″表示小于或等于。

净基本上氢化的嵌段聚合物还可以进一步表征为当以0.43g/分钟 和250℃下使用Instron毛细管流变仪进行纤维纺丝时,具有小于或等 于200旦尼尔、优选小于或等于175旦尼尔、更优选小于或等于50旦 尼尔的压延性,其中,所说的Instron毛细管流变仪装有1,000微米直 径和20∶1 L/D的模口。本文中,术语″净″指没有与其它合成聚合物共 混。

乙烯基芳族单体一般是如下式的单体: 其中,R′是氢或烷基,Ar是苯基、卤代苯基、烷基苯基、烷基卤代苯基、 基、吡啶基或蒽基,其中,任何烷基含有1-6原子,可以是被官能 团,如卤素、硝基、氨基、羟基、氰基、羰基和羧基单取代或多取代的。 更优选地,Ar是苯基或烷基苯基,首选苯基。典型的乙烯基芳族单体 包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯,特别是对乙烯基甲苯的所 有异构体、乙基苯乙烯的所有异构体、丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、乙 烯基联苯、乙烯基萘、乙烯基蒽及其混合物。嵌段共聚物中可以含有 一个以上的特定聚合的乙烯基芳族单体。换句话说,嵌段共聚物可以含 有聚苯乙烯嵌段和聚α-甲基苯乙烯嵌段。氢化乙烯基芳族嵌段还可以 是共聚物,其中,氢化的乙烯基芳族部分是共聚物的至少50wt%。

共轭二烯单体可以是具有2个共轭双键的任何单体。这种单体包 括例如1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、异戊二烯 和类似化合物及其混合物。嵌段共聚物可以含有一个以上的特定聚合 的共轭二烯单体。换句话说,嵌段共聚物可以含有聚丁二烯嵌段和聚异 戊二烯嵌段。

共轭二烯聚合物嵌段中可以含有氢化过程之后保持无定形的物质, 或氢化后能够结晶的物质。氢化的聚异戊二烯嵌段保持无定形,而氢化 聚丁二烯嵌段要么是无定形的要么是可结晶的,取决于它们的结构。聚 丁二烯可以含有1,2-构型,其氢化得到等量的1-丁烯重复单元,或者含 有1,4-构型,其氢化得到等量的乙烯重复单元。以聚丁二烯嵌段的重量 计,含有至少大约40wt%1,2-丁二烯含量的聚丁二烯嵌段,氢化时提 供具有低玻璃化转变温度的基本上无定形的嵌段。以聚丁二烯嵌段的 重量计,含有小于大约40wt%1,2-丁二烯含量的聚丁二烯嵌段,氢化 时提供结晶形的嵌段。根据聚合物的最终用途,可以按需要掺加结晶嵌 段(改进耐溶剂性)或无定形的、更柔顺的嵌段。在某些用途中,嵌段共 聚物可以含有一个以上的共轭二烯聚合物嵌段,如聚丁二烯嵌段和聚 异戊二烯嵌段。共轭二烯聚合物嵌段还可以是共轭二烯的共聚物,其中, 共聚物的共轭二烯部分是共聚物的至少50wt%。共轭二烯聚合物嵌段 还可以是一种以上共轭二烯的共聚物,如丁二烯和异戊二烯的共聚物。

本发明的基本上氢化的嵌段聚合物中还可以含有其它聚合物嵌 段。

本文中,″嵌段″定义为共聚物的聚合物链段,其因共聚物结构上或 组成上不同的聚合物链段而表现出微相分离。微相分离的出现是由于 嵌段共聚物内的聚合物聚合物链段不相容。嵌段链段的分离可以通过 存在不同的玻璃化转变温度来察觉。微相分离和嵌段共聚物的总体讨 论见″嵌段共聚物-设计者的软材料″,PHYSICS TODAY,1999年2月, 第32-38页。

适宜的基本上氢化的嵌段聚合物中,共轭二烯单体单元嵌段与乙 烯基芳族单体单元嵌段在氢化之前的重量比一般为60∶40-95∶5,优选 65∶35-90∶10,更优选70∶30-85∶15,以共轭二烯单体单元和乙烯基芳 族单体单元嵌段的总重量计。

乙烯基芳族单体单元嵌段和共轭二烯单体单元嵌段在氢化之前的 总重量一般为氢化嵌段聚合物总重量的至少80wt%,优选至少90%, 更优选至少95wt%。更具体说,氢化嵌段聚合物一般含有1-99wt%的 氢化乙烯基芳族聚合物(例如,聚乙烯基环己烷或PVCH嵌段,通常是 从10、优选从15、更优选从20、更优选从25、首选从30至90wt%、 优选至85、首选至80%,以氢化嵌段聚合物的总重量计。对于共轭二 烯聚合物嵌段,氢化嵌段共聚物一般含有1-99wt%的氢化共轭二烯聚 合物嵌段,优选从10、更优选从15、首选从20至90wt%、一般是至 85、优选至80、更优选至75、更优选指70、首选至65%,以共聚物的 总重量计。

适合用于本发明的基本上氢化的嵌段聚合物通过将嵌段共聚物氢 化来生产,所说的嵌段共聚物包括三嵌段、多嵌段、递变嵌段和星形嵌 段聚合物,例如(但不限于)SBS,SBSBS,SIS,SISIS和SISBS(其中,S 是聚苯乙烯,B是聚丁二烯并且I是聚异戊二烯)。优选的嵌段聚合物含 有至少一种由乙烯基芳族聚合物嵌段组成的嵌段链段,更优选嵌段聚 合物是对称的,例如,两端都具有乙烯基芳族聚合物嵌段的三嵌段。然 而,嵌段聚合物可以含有任何数量的附加嵌段,其中,这些附加嵌段可 以连接在三嵌段聚合物主链的任何点处。因此,线性的嵌段包括,例如, SBS,SBSB,SBSBS和SBSBSB。即,适宜的嵌段聚合物包括不对称嵌 段聚合物和递变线性嵌段聚合物。

嵌段聚合物还可以是分支的,其中,聚合物链连接在聚合物主链 的任何点。此外,还可以使用任何的前述嵌段共聚物的共混物以及嵌段 共聚体与其氢化均聚物对应物的共混物。换句话说,氢化SBS嵌段聚 合物可以与氢化SBSBS嵌段聚合物或氢化聚苯乙烯均聚物或二者共 混。此处应当注意在三嵌段聚合物的生产中,经常会产生少量残留的二 嵌段共聚物。

适宜的基本上氢化的嵌段聚合物的重均分子量(Mw),在氢化之前 测定,通常为从30,000、优选从45,000、更优选从55,000、首选从60,000 至150,000、一般是至140,000、通常至135,000、优选至130,000、更 优选至125,000、首选至120,000。但优选地,特别是使用净聚合物用于 纤维熔纺目的时,氢化之前的重均分子量是小于或等于81,500,更优选 小于或等于75,000并且首选小于或等于67,500。

基本上氢化的嵌段聚合物中的乙烯基芳族单体单元嵌段氢化之前 的重均分子量(Mw)为从6,000、特别是从9,000,更特别是从11,000、 最特别是从12,000至45,000、特别是至35,000、更特别是至25,000、 最特别是至20,000。共轭二烯单体单元嵌段氢化之前的重均分子量可 以从12,000、特别是从27,000、更特别是从33,000、最特别是从36,000 至110,000、特别是至100,000、更特别是至90,000、最特别是至80,000。 但优选地,特别是当使用净聚合物用于纤维熔纺目的时,对含有两个 氢化乙烯基芳族单体单元嵌段和一个氢化共轭二烯单体单元嵌段的三 嵌段来说,每个乙烯基芳族单体单元嵌段氢化之前的重均分子量为小 于或等于15,000,更优选小于或等于13,000并且首选小于或等于 12,000。

主要的是要注意本发明氢化嵌段共聚物的每个独立的嵌段,可以 具有自己不同的分子量。换句话说,例如,两个乙烯基芳族聚合物嵌段 可以各自具有不同的分子量。

通篇说明书中使用的Mp和Mw,是通过使用凝胶渗透色谱法 (GPC)测定的。基本上氢化的嵌段聚合物的分子量和所得的性能取决于 每个单体单元嵌段的分子量。对基本上氢化的嵌段聚合物来说,通过比 较相应于不同单体单元链段的窄多分散性均聚物标准(例如,使用聚苯 乙烯和聚丁二烯标准用于SBS嵌段共聚物)同时根据嵌段共聚物的组 成来调整,以此确定分子量。又例如,对由苯乙烯(S)和丁二烯(B)组成 的三嵌段共聚物来说,共聚物分子量可以通过以下方程来获得:

                ln Mc=x ln Ma+(1-x)ln Mb 其中,Mc是共聚物的分子量,x是共聚物中S的重量份,Ma是基于对S 均聚物进行校准的表观分子量并且Mb是基于对均聚物B进行校准的 表观分子量。该方法在L.H.Tung,应用聚合物科学杂志,第24卷,953, 1979中有详细描述。

嵌段聚合物的制造方法是本领域公知的。一般来说,嵌段聚合物通 过阴离子聚合,其实例可见阴离子聚合:原理和实际应用,H.L.Hsieh 和R.P.Quirk,Marcel Dekker,纽约,1996。嵌段聚合物可以通过将单体 顺序添加到负碳离子引发剂如仲-丁基锂或正-丁基锂来制造。嵌段聚 合物还可以通过将三嵌段物料与二价偶联剂如1,2-二溴乙烷、二氯二甲 基硅烷或苯基苯甲酸酯偶联来制造。在此方法中,将共轭二烯单体的短 链(小于10个单体重复单元)与乙烯基芳族单体单元偶联末端反应,以 促进偶联反应。然而注意乙烯基芳族聚合物嵌段一般是很难偶联的,因 此,此技术通常用于实现乙烯基芳族聚合物末端的偶联。为实现没有微 相分离,共轭二烯单体单元不构成不同的嵌段。

已证明可用于各种阴离子聚合的偶联用试剂和策略在Hsieh和 Quirk,第12章,第307-331页中有所讨论。在另一种方法中,使用双 官能阴离子引发剂从嵌段体系的中心引发聚合,随后使单体同等地加 成到逐渐扩大的聚合物链的两个末端。这种双官能引发剂的实例是用 有机锂化合物处理的1,3-二(1-苯基乙烯基)苯,如US4,200,718和 4,196,154中所述。

嵌段聚合物制备之后,将聚合物氢化,消除聚合物中共轭二烯单 体单元嵌段和乙烯基芳族单体单元嵌段中的不饱和部位。可以使用任 何氢化方法,适宜的方法一般包括使用负载在无机底物上的金属催化 剂,如载钯BaSO4(US专利5,352,744)和载镍硅藻土(US专利 3,333,024)。此外,可以使用可溶性的、均相催化剂如用2-乙基己酸的 过渡金属盐和烷基锂联合制备的催化剂使嵌段共聚物完全饱和,如Die Makromolekulare Chemie,第160卷,pp.291(1972)中所述。

氢化还可以通过使用氢和多相催化剂如US专利5,352,744、 5,612,422和5,645,253中所述的催化剂来完成。其中,所述的催化剂是 由负载在多孔二氧化硅底物上的金属晶粒组成的多相催化剂。特别适 合聚合物氢化用的二氧化硅负载的催化剂的实例是表面积为10m2/g的 二氧化硅,将其合成至含有直径为3000-6000埃的多孔。然后用能够催 化聚合物氢化的金属掺杂二氧化硅,如镍、钴、铑、钌、钯、铂、其它 VIII族金属、其组合或合金。也可以使用其它多相催化剂,平均孔径为 500-3,000埃。

本发明中所用的基本上氢化的嵌段聚合物的氢化程度为,共轭二 烯单体单元嵌段的氢化程度大于95%并且乙烯基芳族单体单元嵌段的 氢化程度大于90%,优选共轭二烯单体单元嵌段的氢化程度大于99% 并且乙烯基芳族单体单元嵌段的氢化程度大于95%,更优选共轭二烯 单体单元嵌段的氢化程度大于99.5%并且乙烯基芳族单体单元嵌段的 氢化程度大于98%,首选共轭二烯单体单元嵌段的氢化程度大于 99.9%并且乙烯基芳族单体单元嵌段的氢化程度为99.5%。

术语″氢化程度″指氢化时原始不饱和键变成饱和键的百分度。(氢 化)乙烯基芳族单体单元嵌段的氢化程度可以通过使用UV-VIS分光光 度测量法来测定,而(氢化)二烯共轭单体单元嵌段的氢化程度可以通 过使用质子NMR来测定。

嵌段聚合物的组成(即,共轭二烯单体单元嵌段与乙烯基芳族单体 单元嵌段之比)可以通过使用质子NMR和如Santee、Chang和Morton 在聚合物科学杂志:Polymer Letter Edition,第11卷,第449(1973)页所 述的对比积分技术来测定。常规来说,使用设定为300MHz 1H的Varian Inova NMR装置并且分析嵌段聚合物样品在CDCl3(含氘氯仿)中的4 %溶液(w/v)。

各个嵌段的长度可以根据重均分子量(Mw)和1H NMR组成分析并 且通过假定是对称结构(例如,具有末端聚苯乙烯嵌段的三嵌段)来计 算。

在本发明的实践中,含弹性组合物的弹性组合物或制品的固化、辐 照或交联可以通过本领域已知的任何手段来进行,包括但不限于:电 子束辐照、β-辐照、X-射线,γ-辐照、控热加热、电晕辐照、过氧化物、 烯丙基化合物以及与或不与交联催化剂的UV辐射。电子束辐照是用 于交联由基本上氢化的嵌段聚合物组成的基本上氢化的嵌段聚合物或 成型制品的优选的技术。优选地,固化、辐照、交联或其组合提供的凝 胶百分率,通过使用二甲苯按照ASTM D-2765测定,大于或等于40 wt%,更优选大于或等于50wt%,首选大于或等于70wt%。

适宜的电子束辐照设备可得自Energy Services公司(Wilmington, Mass),性能为至少100千-电子伏(KeV)和至少5千瓦(Kw)。优选地, 使用最多70兆拉德剂量的电子。辐照源可以是任何电子束发生器,在 150 Kev至6兆-电子伏(MeV)范围内操作,功率输出量为能够提供所 需的剂量。可以将电子伏调整至适宜的程度,可以是,例如,100,000、 300,000、1,000,000或2,000,000或3,000,000或6,000,000或更高或更 低。很多其它辐照聚合物物料用的装置是本领域已知的。辐照通常在3 兆拉德-35兆拉德下进行,优选8-30兆拉德,更优选8-20兆拉德。此 外,辐照可以方便地在室温下进行,但也可以使用较高或较低的温度, 例如0℃-60℃。

辐照可以在线进行(即,在制品的制造过程中)、离线进行(如在制品 制造之后,例如薄膜,通过将制造成形的制品退卷或裹包)或在线轴上 进行(如在纤维和长丝的情况中)。优选地,辐照在制品成型或制造之后 进行。而且,在一个优选的实施方案中,将促激添加剂掺入弹性组合物 中并且随后将组合物用8-30兆拉德的电子束辐射进行辐照。

在本发明的另一个方面中,辐照(优选电子束辐照)在惰性气氛条 件下进行。适宜的气氛可以使用氦、氩或氮来提供。通过使用惰性气 氛可以获得高温适用性方面的改进,同时没有通常与在高温下使用或 运用有关的弹性性能方面的任何损失。

用交联催化剂可以促进交联作用,并且可以使用能够提供这种功 能的任何催化剂。适宜的催化剂通常包括有机羧酸和有机金属化 合物包括有机酸盐和络合物或铅、钴、、镍、锌和的羧酸盐。 二月桂酸二丁基锡、马来酸二辛基锡、二乙酸二丁基锡、二辛酸二丁 基锡、乙酸亚锡、辛酸亚锡、环烷酸铅、辛酸锌和环烷酸钴。羧酸锡, 特别是二月桂酸二丁基锡和马来酸二辛基锡,对本发明来说是特别有 效的。催化剂(或催化剂的混合物)以催化量存在,一般为0.015-0.035份 每百份树脂(phr.)。

代表性的促激添加剂包括但不限于:偶氮化合物、有机过氧化物和 多官能乙烯基或烯丙基化合物,例如,三聚氰脲酸三烯丙酯、三聚异氰 脲酸三烯丙酯、四甲基丙烯酸季戊四醇酯、戊二、二甲基丙烯酸乙 二醇酯、马来酸二烯丙酯、马来酸二炔丙酯、三聚氰脲酸二炔丙基一 烯丙酯、过氧化二2-苯基异丙基、过氧化二-叔丁基、过苯甲酸叔丁基 酯、过氧化苯甲酰、氢过氧化枯烯、过辛酸叔丁基酯、过氧化甲乙、 2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷、过氧化月桂基、过乙酸叔丁酯、 偶氮二异丁腈及其组合。本发明优选的促激添加剂是具有多官能(即, 至少两个)部分如C=C、C=N或C=O的化合物。

可以通过本领域已知的任何方法将至少一种促激添加剂引入乙烯 共聚体中。然而,优选通过含有相同或不同基料树脂如乙烯共聚体的母 料浓缩物引入促激添加剂。优选地,用于母料的促激添加剂浓度相对高, 例如,大于或等于25wt%(以浓缩物的总重量计)。

将任何有效量的至少一种促激添加剂引入乙烯聚合物中。优选地, 至少一种促激添加剂的引入量为0.001-5wt%,更优选0.005-2.5wt%, 首选0.015-1wt%(以基本上氢化的嵌段聚合物的总重量计)。

弹性组合物、基本上氢化的嵌段聚合物或弹性组合物的任何共混 组分可以通过以下方法交联或固化:首先将硅烷接枝到其聚合物主链 上,之后让硅烷接枝的乙烯共聚体处于或接触水或大气水分。优选地, 在成型或制造操作之后,让硅烷接枝的聚合物处于或接触水或大气水 分。

用于弹性组合物或其组分硅烷交联的适宜的硅烷包括以下通式的 化合物: 其中,R′是氢原子或甲基;x和y是0或1,前提条件是当x是1时,y 是1;n是1-12(含)的整数,优选1-4,并且每个R各自地是可水解有机 基团如含1-12碳原子的烷氧基(例如,甲氧基,乙氧基,丁氧基),芳氧 基(例如,苯氧基),芳烷氧基(例如,苄氧基),含1-12碳原子的脂族 酰氧基(例如,甲酰氧基,乙酰氧基,丙酰氧基),氨基或取代氨基(烷 基氨基,芳基氨基)或含1-6碳原子(含)的低级烷基,前提条件是三个R 基中的不超过一个是烷基。

可以通过使用适宜量的有机过氧化物,将适宜的硅烷接枝到基本 上氢化的嵌段聚合物或弹性组合物的任何共混组分上,在成型或制造 操作之前或或当中。然而,优选在成型或制造操作之前,将硅烷接枝到 乙烯共聚体共混组分上。无论任何情况,固化或交联反应在成型或制造 操作之后进行,通过让接枝的硅烷基团和水之间反应。水从大气中或从 水浴或″桑拿浴″中渗入本体聚合物中。工艺中产生交联的阶段通常称作 ″固化阶段″这个过程本身通常称作″固化″。

本发明中可以使用可有效接枝和交联弹性组合物或其固化组分的 任何硅烷。适宜的硅烷包括不饱和硅烷,包括烯键式不饱和烃基,如乙 烯基、烯丙基、异丙烯基、丁烯基、环己烯基或γ-(甲基)丙烯酰氧基烯 丙基;和可水解的基团,如烃基氧基或烃基氨基。可水解基团的实例包 括甲氧基、乙氧基、甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基和烷基或芳基氨 基。优选的硅烷是不饱和烷氧基硅烷,其可以被接枝到聚合物上。这些 硅烷及其制备方法在USP5,266,627(Meverden等)中有全部的描述。乙 烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷,γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三 甲氧基硅烷及这些硅烷的混合物是用于本发明的优选的硅烷交联剂。 如果存在填料,优选的交联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷。

本发明中硅烷交联剂的使用量可以根据很多因素有很大的变化, 如硅烷本身、加工条件、接枝效率、有机过氧化物的选择、最终用途 及类似因素。然而,典型来说,使用至少0.5、优选至少0.7份每百份树 脂(phr)。通常来说,方便和经济方面的考虑是对硅烷交联剂的最大使用 量的两个基本限制,并且硅烷交联剂的最大量一般不超过5,优选不超 过2phr。在″每百份树脂的份数″或phr中,所说的″树脂″指乙烯共聚体。

通过常规方法将硅烷交联剂接枝到弹性组合物本身或弹性组合物 的共混组分,一般是在自由基引发剂的存在下,例如,过氧化物偶氮化 合物,或者电离辐射等。适宜的接枝方法公开于WO95/29197中。

但是,为有效硅烷接枝,优选有机引发剂,如过氧化物引发剂中的 任一种,例如,过氧化二2-苯基异丙基、过氧化二-叔丁基、过苯甲酸 叔丁基酯、过氧化苯甲酰、氢过氧化枯烯、过辛酸叔丁基酯、过氧化 甲乙酮、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷、过氧化月桂基和过乙酸 叔丁酯。适宜的偶氮化合物是偶氮二异丁腈。引发剂的量可以改变,但 一般来说其存在量为至少0.04、优选至少0.06phr。一般来说,引发剂 不超过0.15,优选不超过0.10phr。硅烷交联剂与引发剂的比也可以改 变,但典型的交联剂∶引发剂比为10∶1-30∶1,优选18∶1-24∶1。

可以使用任何常规的方法来将硅烷交联剂接枝到弹性组合物或其 共混组分上,一种优选的方法是在反应器挤出机如Buss捏合机的第一 阶段中将二者与引发剂共混。接枝条件可以改变,但熔融温度一般为 160℃-260℃,优选90-230℃,取决于引发剂的停留时间半衰期

除至少一种基本上氢化的嵌段聚合物外,本发明的弹性组合物中 还可以选择性地由基本上氢化的嵌段聚合物和另一种聚合物物料的共 混物制造或含有该共混物。用于与基本上氢化的嵌段聚合物共混的适 宜的聚合物物料包括但不限于:聚烯烃、热塑性聚氨酯、聚碳酸酯、聚 酰胺、聚醚、聚/氯乙烯聚合物、聚/偏二氯乙烯聚合物、聚酯、含交酯 酸残基的聚合物以及部分或非氢化的嵌段聚合物。

用于与基本上氢化的嵌段聚合物共混的优选的聚合物物料是其它 弹性聚合物,例如(但不限于)反应性成品液体聚氨酯、弹性体或磺化乙 烯/苯乙烯共聚体、弹性体乙烯/C3-C20α-烯烃共聚体、C3-C20α-烯烃/ 共轭二烯共聚体、弹性聚丙烯聚合物、强化聚丙烯聚合物、弹性体热 塑性聚氨酯、弹性共聚聚酯(如得自Dupoont的HytrelTM和得自Akzo 的ArnitelTM)、部分氢化嵌段聚合物、弹性聚酰胺、苯乙烯/共轭二烯共 聚体和弹性体金属茂-催化的合成聚合物。

但首选的共混物是由基本上氢化的嵌段聚合物和聚烯烃弹性体或 塑性体,特别是使用单位点金属茂催化剂体系制造的聚烯烃弹性体或 塑性体(例如,均相支化乙烯聚合物,如基本上线性的乙烯共聚体或均 相支化线性乙烯共聚体)组成的共混物。据发现,基本上氢化的嵌段聚 合物和聚烯烃弹性体或塑性体的共混物与任一树脂相比显出意想不到 的协同加工/机械性能。具体说,基本上氢化的嵌段聚合物和聚烯烃弹 性体或塑性体的共混物具有出人意料改进的断裂点韧度,以及当加入 大于30wt%基本上氢化的嵌段聚合物时具有出人意料改进的弹性回复 性。

为制备在高拉伸程度以及高拉伸速率下具有可加工性的含纤维织 物,还优选与聚丙烯聚合物的共混物,特别是含有均相支化乙烯聚合 物的三元共混物。例如参见US临时专利申请(2000.3.27申请,代理人 记录号60269,以Rexford Maugans等的名义),其描述了聚丙烯/乙烯 聚合物组合物,在本文中将其称作″强化聚丙烯聚合物″。

通常来说,适合于共混的聚烯烃包括,例如,聚乙烯(乙烯均聚 物),聚苯乙烯,乙烯/α-烯烃共聚体,α-烯烃均聚物如聚丙烯(丙烯均聚 物),α-烯烃共聚体如聚丙烯和至少4个碳原子的α-烯烃的共聚体。

代表性的聚烯烃包括,例如(但不限于)基本上线性的乙烯聚合物, 均相支化线性的乙烯聚合物,多相支化线性的乙烯(包括线性低密度聚 乙烯(LLDPE),超或非常低密度聚乙烯(ULDPE或VLDPE),中密度聚 乙烯(MDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)),高压低密度聚乙烯(LDPE),乙 烯/丙烯酸(EAA)共聚物,乙烯/甲基丙烯酸(EMAA)共聚物,乙烯/丙 烯酸(EAA)离聚物,乙烯/甲基丙烯酸(EMAA)离聚物,乙烯/乙酸乙 烯酯(EVA)共聚物,乙烯/乙烯醇(EVOH)共聚物,聚丙烯均聚物和共 聚物,乙烯/丙烯聚合物,乙烯/苯乙烯共聚体,接枝改性的聚合物(例如, 马来酸酐接枝的聚乙烯如LLDPE g-MAH),乙烯丙烯酸酯共聚物(例 如,乙烯/丙烯酸乙酯(EEA)共聚物,乙烯/丙烯酸甲酯(EMA)和乙烯/甲 基丙烯酸甲酯(EMMA)共聚物),聚丁烯(PB),乙烯一氧化碳共聚体(例 如,乙烯/一氧化碳(ECO)共聚物,乙烯/丙烯酸/一氧化碳(EAACO) 三元共聚物,乙烯/甲基丙烯酸/一氧化碳(EMAACO)三元共聚物,乙 烯/乙酸乙烯酯/一氧化碳(EVACO)三元共聚物和苯乙烯/一氧化碳 (SCO)),氯化聚乙烯及其混合物。

如上所述,本发明中可以使用乙烯/乙烯基芳族共聚体。优选的乙 烯/乙烯基芳族共聚体是基本上无规的乙烯/乙烯基芳族共聚体,特别是 基本上无规的乙烯/苯乙烯共聚体。代表性的基本上无规的乙烯/乙烯基 芳族共聚体是基本上无规的乙烯/苯乙烯共聚体,其优选含有至少20、 更优选等于或大于30、首选等于或大于50wt%的被互聚的苯乙烯单体。

基本上无规的共聚体含有聚合形式的i)一个或多个α-烯烃单体和 ii)一个或多个乙烯基或亚乙烯基芳族单体和/或一个或多个空间位阻的 脂族或环脂族乙烯基或亚乙烯基单体,以及选择性地含有iii)其它可聚 合的烯键式不饱和单体。

本文中,术语″共聚体″指聚合物,其中,至少两个不同的单体被聚 合形成共聚体。

本文中,将i)一个或多个α-烯烃单体和ii)一个或多个乙烯基或亚 乙烯基芳族单体和/或一个或多个空间位阻的脂族或环脂族乙烯基或亚 乙烯基单体以及选择性的iii)其它可聚合的烯键式不饱和单体聚合得 到的基本上无规的共聚体中的术语″基本上无规的″通常指所说共聚体 中的单体分布可以通过Bernoulli统计学模型或者通过第一级或第二 级Markovian统计学模型来描述,参见J.C.Randall的聚合物序列测定, 碳-13NMR法(Academic Press纽约,1977,pp.71-78)。优选地,将一个 或多个α-烯烃单体和一个或多个乙烯基或亚乙烯基芳族单体以及选择 性的其它可聚合的烯键式不饱和单体聚合得到的基本上无规的共聚体, 在具有3个以上单元的乙烯基或亚乙烯基芳族单体的嵌段中,不含总 量15%以上的乙烯基或亚乙烯基芳族单体。更优选地,共聚体不表征为 高全同立构规整度或高间同立构规整度。这意味着在基本上无规的共 聚体的碳-13NMR光谱中,对应于表示内消旋二单元组序列或外消旋 二单元组序列的主链亚甲基和次甲基碳的峰面积应当不超过主链亚甲 基和次甲基碳总峰面积的75%。

此后使用的术语″基本上无规的共聚体″指由上述单体生产的基本 上无规的共聚体。

可用于制备基本上无规的共聚体的适宜的α-烯烃单体包括,例如, 含2-20、优选2-12、更优选2-8碳原子的α-烯烃单体。优选的这种单 体包括乙烯,丙烯,丁烯-1,4-甲基-1-戊烯,己烯-1和辛烯-1。首选乙烯 或乙烯与C3-C8α-烯烃的组合。这些α-烯烃不含芳族部分。

可以用于制备基本上无规的共聚体的适宜的乙烯基或亚乙烯基芳 族单体包括,例如,由下式I表示的化合物: 其中,R1选自氢和含1-4碳原子的烷基,优选氢或甲基;每个R2各 自选自氢和含1-4碳原子的烷基,优选氢或甲基;Ar是苯基或取代有 1-5个取代基的苯基,所说的取代基选自卤素、C1-C4烷基和C1-C4卤代 烷基;并且n为0-4,优选0-2,首选0。特别适宜的这种单体包括苯乙 烯低级烷基或卤素其取代的衍生物。示例性的单乙烯基或单亚乙烯基 芳族单体包括苯乙烯、乙烯基甲苯,α-甲基苯乙烯,叔丁基苯乙烯或氯 代苯乙烯,包括这些化合物所有异构体。优选的单体包括苯乙烯,α-甲 基苯乙烯,低级烷基-(C1-C4)或苯乙烯的苯基环取代的衍生物,例如, 邻-、间-和对-甲基苯乙烯,环上卤化的苯乙烯、对-乙烯基甲苯或其混 合物。一种更优选的芳族单乙烯基单体是苯乙烯。

术语″空间位阻的脂族或环脂族乙烯基或亚乙烯基单体″指相当于 下式的可加成聚合的乙烯基或亚乙烯基单体: 其中,A1是最多20个碳原子的空间上体积庞大的脂族或环脂族取代 基,R1选自氢和含1-4碳原子的烷基,优选氢或甲基;每个R2各自选 自氢和含1-4碳原子的烷基,优选氢或甲基;或者R1和A1一起形成环 状体系。

术语″空间上体积庞大的″指携带这种取代基的单体正常情况下不 能通过标准齐格勒-纳塔聚合催化剂,以可与乙烯聚合相比的速率加成 聚合。

含2-20碳原子并且具有线性脂族结构的α-烯烃单体如丙烯、丁烯 -1、己烯-1和辛烯-1不被认为是空间位阻的脂族单体。优选的空间位 阻的脂族或环脂族乙烯基或亚乙烯基化合物是,其中,携带不饱和烯 键的碳原子之一是叔化或季化取代的单体。这种取代基包括环脂族基 团如环己基、环己烯基、环辛烯基或其环上烷基或芳族取代的衍生物、 叔丁基或降片基。首选的空间位阻的脂族或环脂族乙烯基或亚乙烯 基化合物是,环己烯和取代环己烯的各种同分异构乙烯基-环上取代衍 生物以及5-亚乙基-2-降冰片烯。特别适宜的是1-、3-和4-乙烯基环己 烯。

基本上无规的共聚体通常含有0.5-65、优选1-55、更优选2-50mol% 的至少一种乙烯基或亚乙烯基芳族单体和/或空间位阻的脂族或环脂族 乙烯基或亚乙烯基单体以及35-99.5、优选45-99、更优选50-98mol% 的至少一种含2-20碳原子的脂族α-烯烃。

其它可选择性的可聚合的烯键式不饱和单体包括变形环烯烃,如 降冰片烯和C1-C10-烷基或C6-C10-芳族取代的降冰片烯,示例性的基本 上无规的共聚体是乙烯/苯乙烯/降冰片烯。

首选的基本上无规的共聚体是乙烯和苯乙烯的共聚体以及乙烯、 苯乙烯和至少一种3-8碳原子α-烯烃的共聚体。

基本上无规的共聚体的数均分子量(Mn)通常大于5,000,优选 20,000-1,000,000,更优选50,000-500,000。基本上无规的共聚体的玻璃 化转变温度(Tg)优选为-40℃至+35℃,优选0℃至+30℃,首选+10℃至 +25℃,根据差示力学扫描(DMS)测定。

基本上无规的共聚体可以通过典型的接枝、氢化、官能化或其它 本领域技术人员公知的反应来改性。可以按照既定的技术容易地将聚 合物磺化或氯化,以提供官能化的衍生物。基本上无规的共聚体还可以 通过各种扩链或交联处理来改性,包括但不限于:过氧化物-、硅烷-、 硫-、辐射-或叠氮化物-型固化体系。各种交联技术在共同待决US专 利申请08/921,641和08/921,642(均于1997.8.27申请)中有完整的描述。

使用双固化体系,其联合使用加热、湿固化和辐射步骤,也可以是 有效的。双固化体系在US专利申请536,022(1995.9.29申请,以K.L. Walton和S.V.Karande的名义)公开并且要求保护。例如,可以联合使 用过氧化物交联剂和硅烷交联剂,联合使用过氧化物交联剂与辐射, 或联合使用含硫交联剂与硅烷交联剂。

基本上无规的共聚体还可以通过各种交联处理来改性,包括但不 限于:在其制备时掺加二烯组分作为三元共聚单体并且随后通过前述 方法或其它方法交联,其中,所说的其它方法包括使用硫例如作为交 联剂通过乙烯基硫化。

制造基本上无规的乙烯/乙烯基芳族共聚体的一种适宜方法包括将 可聚合单体的混合物在一种或多种金属茂或形状受限催化剂联合各种 助催化剂的存在下聚合,如EP-A-0,416,815(James C.Stevens等)和US 专利5,703,187(Francis J.Timmers)中所述。这种聚合反应的优选操作 条件包括压力从大气压至最多3000个大气压并且温度为从-300℃至 200℃。在高于各自单体的自动聚合温度的温度下进行聚合和未反应单 体的去除可以导致形成因自由基聚合产生的一些量的均聚物聚合产 物。

制备基本上无规的共聚体用的适宜的催化剂和方法的实例可见 US专利申请702,475(1991.5.20申请(EP-A-514,828))以及US专利: 5,055,438;5,057,475;5,096,867;5,064,802;5,132,380;5,189,192; 5,321,106;5,347,024;5,350,723;5,374,696;5,399,635;5,470,993; 5,703,187和5,721,185.

基本上无规的乙烯/乙烯基芳族共聚体还可以通过JP07/278230中 所述的方法使用如下通式所示的化合物来制备: 其中,Cp1和Cp2分别各自是环戊二烯基、茚基、芴基或这些的取代基; R1和R2分别各自是氢原子、卤原子、碳原子数为1-12的烃基、烷氧 基或芳氧基;M是IV族金属,优选Zr或Hf,首选Zr;并且R3是亚 烷基或硅烷二基,用于交联Cp1和Cp2。

基本上无规的乙烯/乙烯基芳族共聚体还可以通过John G.Bradfute 等(W.R.Grace & Co.)在WO95/32095、R.B.PanneH(Exxon Chemical patents,inc.)在WO94/00500以及《塑料技术》第25页(1992.9)中所述 的方法来制备。

如US申请08/708,869(1996.8.4申请)和WO98/09999(两篇均为 Francis J.Timmers等)公开的含有至少一种α-烯烃/乙烯基芳族/乙烯基 芳族/α-烯烃四单元组的基本上无规的共聚体也是适宜的。这些共聚体 在其碳-13光谱中含有其它信号,其强度比峰/峰噪音大三倍。这些信号 出现在43.70-44.25ppm和38.0-38.5ppm的化学位移范围内,具体说, 在44.1、43.9和38.2ppm处观察到主峰。质子NMR实验表明43.70-44.25 ppm化学位移区内的信号是次甲基碳并且38.0-38.5ppm区内的信号 是亚甲基碳。

据信这些新的信号是由于两个头尾乙烯基芳族单体嵌入件的后果 造成的,其中,在乙烯基芳族单体之前和之后嵌入至少一种α-烯烃, 例如,乙烯/苯乙烯/苯乙烯/乙烯四单元组,其中,所说四单元组的苯乙 烯单体嵌件仅以1,2(头尾)方式存在。本领域技术人员理解,对含有苯 乙烯除外的乙烯基芳族单体和乙烯除外的α-烯烃四单元组来说,乙烯/ 乙烯基芳族单体/乙烯基芳族单体/乙烯四单元组将产生相似的碳-13 NMR峰,但化学位移略微不同。

这些共聚体可以通过在-30℃至250℃下在由下式所示的催化剂的 存在下进行聚合来制备: 其中,每个Cp每次出现时独立地是与M相π-键合的取代的环戊二烯 基;E是C或Si;M是IV族金属,优选Zr或Hf,首选Zr;每个R 每次出现时独立地是H、烃基、硅杂烃基(silahy drocarbyl)或烃基甲硅 烷基,含最多30、优选1-20、更优选1-10个碳或硅原子;每个R′每次 出现时独立地是H、卤素、烃基、烃氧基、硅杂烃基、烃基甲硅烷基,含 最多30、优选1-20、更优选1-10个碳或硅原子;或者两个R′基团一起 形成C1-C10烃基取代的1,3-丁二烯;m是1或2;并且选择性地,但优 选在活化助催化剂的存在下。 

具体说,适宜的取代的环戊二烯基包括下式表示的基团: 其中,每个R每种情况下独立地是H、烃基、硅杂烃基或烃基甲硅烷 基,含最多30、优选1-20、更优选1-10个碳或硅原子,或者两个R基 团一起形成此基团的二价衍生物。优选地,R每种情况下独立地是(包括 适宜的所有异构体)氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、苄基、 苯基或甲硅烷基或者(适宜时)两个R基团连接在一起形成稠环体系,如 茚基,芴基,四氢茚基、四氢芴基或八氢芴基。

特别优选的催化剂包括,例如,外消旋-(二甲基硅烷二基)-二-(2- 甲基-4-苯基茚基)二氯化锆,外消旋-(二甲基硅烷二基)-二-(2-甲基-4- 苯基茚基)锆1,4-二苯基-1,3-丁二烯,外消旋-(二甲基硅烷二基)-二-(2- 甲基-4-苯基茚基)二-C1-C4烷基锆,外消旋-(二甲基硅烷二基)-二-(2- 甲基-4-苯基茚基)二-C1-C4烷氧基化锆或其任何的组合。

还可以使用以下钛型形状受限催化剂,[n-(1,1-二甲基乙基)-1,1-二 甲基-1-[(1,2,3,4,5-η)-1,5,6,7-四氢-s-引达省-1-基]硅烷基氨合 (silanaminato)(2-)-n]钛二甲基;(1-茚基)(叔丁基酰氨基)二甲基-硅烷钛 二甲基;((3-叔丁基)(1,2,3,4,5-η)-1-茚基)(叔丁基酰氨基)二甲基硅烷钛 二甲基和((3-异丙基)(1,2,3,4,5-η)-1-茚基)(叔丁基酰氨基)二甲基硅烷 钛二甲基或其组合。

本发明共聚体的其它制备方法在文献中有描述。Longo和Grassi (Makromol.Chem.第191卷,第2387-2396页[1990])以及D′Anniello等 (应用聚合物科学杂志,第58卷,第1701-1706页[1995])中报导了使用 甲基氧烷(MAO)和环戊二烯基-三氯化钛(CpTiCl3)型催化剂体系制 备乙烯-苯乙烯共聚物。Xu和Lin(Polymer Preprints Am.Chem.Soc.,Div. Polym.Chem.,第35卷,第686、687页[1994])报导了使用 MgCl2/TiCl4/NdCl3/Al(iBu)3催化剂进行共聚,获得苯乙烯和丙烯的无 规共聚物。Lu等(应用聚合物科学杂志,第53卷,第1453-1460页 [1994])描述了使用TiCl4/NdCl3/MgCl2/Al(Et)3催化剂共聚乙烯和苯乙 烯。Semetz和Mulhaupt,(Macromol.Chem.Phys.,V.197,pp. 1071-1083,1997)描述了使用Me2Si(Me4Cp)(n-叔丁基)TiCl2/甲基铝氧 烷齐格勒纳塔催化剂来影响苯乙烯和乙烯共聚的聚合条件。Arai、 Toshiaki和Suzuki(Polymer Preprints Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Chem., 第38卷,第349、350页[1997])和US专利5,652,315(授予Mitsui Toatsu Chemicals,Inc)描述了通过桥连金属茂催化剂生产的乙烯和苯乙 烯共聚物。

此外,α-烯烃/乙烯基芳族单体共聚体如丙烯/苯乙烯和丁烯/苯乙烯 的制造可参见US专利5,244,996(授予Mitsui Petrochemical Industries Ltd)或US专利5,652,315(也授予Mitsui Petrochemical Industries Ltd)或 DE19711339A1(Denki Kagaku Kogyo KK)。另外,尽管是高全同立构 规整度的并因此不是″基本上无规的″,但Polymer Preprints,第39卷, 第1号(1998.3,Toru Aria等)中公开的乙烯和苯乙烯无规共聚物也可以 用作本发明的乙烯聚合物。

在制备基本上无规的共聚体时,由于乙烯基芳族单体在高温下均 聚,可能会形成一些量的无规立构乙烯基芳族均聚物。乙烯基芳族均聚 物的存在通常不对本发明的目的不利并且是可以容许的。如果需要,可 以通过萃取技术,如用共聚体或乙烯基芳族均聚物的非溶剂从溶液中 选择沉淀,将乙烯基芳族均聚物与共聚体分离。虽然如此,本发明中, 优选存在不超过30wt%、优选小于20wt%(以共聚体的总重量计)的无 规立构的乙烯基芳族均聚物。

用于本发明的适宜的磺化乙烯/苯乙烯共聚体描述于WO99/20691 中。

用于本发明的适宜的反应性成品液体聚氨酯描述于WO99/16806 中。

用于本发明的适宜的羟基官能化的聚醚和羟基官能化的聚醚胺是 本领域已知的。例如参见US专利5,275,853和WO00/1750。

用于与基本上氢化的嵌段聚合物共混的优选的聚合物物料具有以 下特征的聚烯烃弹性体或塑性体:DSC结晶度小于45wt%,优选小于 30wt%,更优选小于或等于20wt%,首选小于或等于16%。

优选地,聚烯烃弹性体或塑性体的特征在于熔体流动指数(I2)小于 5,000g/10分钟,更优选小于500g/10分钟,首选小于或等于50g/10 分钟,按照ASTM D-1238测定,条件190℃/2.16千克(kg)。

而且,优选用于与基本上氢化的嵌段聚合物共混的聚合物物料的 特征在于其永久变形率,当以2密耳(0.051mm)厚度使用Instron张力 计测定时,在23℃下小于75%,优选23℃下小于或等于60%,更优选 23℃下小于或等于30%,首选23℃下以及38℃和200%应变下小于或 等于15%;或者优选永久延伸率在23℃和100%应变下为小于或等于 25%、更优选20%、首选15%。

本文中,术语″聚合物″指通过将单体聚合制备的聚合性化合物,所 说的单体是相同或不同的类型。本文中,总称″聚合物″包括术语″均聚 物″、″共聚物″、″三元共聚物″以及″共聚体(interpolymer)″。

本文中,术语″共聚体″指通过将至少两个不同类型的单体聚合制 备的聚合物。本文中,总称″共聚体″包括术语″共聚物″(通常指由两个不 同单体制备的聚合物)以及术语″三元共聚物″(通常指由三个不同类型 单体制备的聚合物)。

本文中,术语″均相支化的乙烯聚合物″常规含义指乙烯共聚体,其 中,共聚单体在给定的聚合物分子内无规分布并且其中,基本上所有 的聚合物分子具有相同的乙烯/共聚单体摩尔比。该术语指使用本领域 已知的所谓均相或单位点催化剂体系如齐格勒、铪和锆催化剂体系 和金属茂催化剂体系例如形状受限催化剂体系制造的乙烯共聚体,其 中,形状受限催化剂体系将在下面作进一步描述。

本发明中的均相支化的乙烯聚合物还可以描述为含有小于15 wt%、优选小于10wt%、更优选小于5并且首选0wt%的短链支化程度 小于或等于10甲基/1000碳的聚合物。即,聚合物含有测不到的高密 度聚合物级分(例如,不含密度等于或大于0.94g/cm3的级分),通过使 用,例如升温洗脱分级(TREF)技术或红外或13C核磁共振(NMR) 分析测定。

优选地,均相支化乙烯聚合物的特征在于具有窄的、基本上单熔融 TREF分布/曲线和基本上缺乏可测量的高密度聚合物部分,使用升温 洗脱分级技术(简称″TREF″)测定。

乙烯共聚体的组成分布可以容易地通过TREF测定,例如,Wild 等,聚合物科学杂志,Poly.Phys.Ed.,第20卷,p.441(1982)或US专利 4,798,081、5,008,204或L.D.Cady,″The Role of共聚单体类型的作用和 在LLDPE产品性能中的分布″SPE Regional Technical Conference, Quaker Square Hilton,Akron,Ohio,10月1-2,pp.107-119(1985)中所述 的TREF。

共聚体的组成(单体)分布还可以通过使用13C NMR分析按照US 专利5,292,845、US专利4,798,081、US专利5,089,321和J.C.Randall, Rev.Macromol.Chem.Phys.,C29,pp.201-317(1989)中所述的技术来测 定。

在分析型升温洗脱分级分析(如US专利4,798,081中所述并且简 称为″ATREF″)中,将待分析的薄膜或组合物溶解于适宜的热溶剂中(例 如,三氯苯)并且在含惰性支持体(不锈注射枪)的柱中通过缓慢降低 温度结晶。柱子装有折光率检测器和差示粘度计(DV)检测器。然后,通 过从柱子中将洗脱溶剂(三氯苯)缓慢升温洗脱结晶的聚合物样品,产 生ATREF-DV色谱曲线。ATREF曲线也经常称作短链支化分布 (SCBD)或组成分布(CD)曲线,因为它表明了共聚单体(例如,辛烯)随 洗脱温度降低、共聚单体含量增加是如何均匀地分布在整个样品中。 折光率检测器提供了短链分布信息并且差示粘度计检测器提供了粘均 分子量的估计量。组成分布和其它组成信息还可以通过使用结晶分析 分级来测定,如可商购得自Polymer Char(西班牙,瓦伦西亚)的 CRYSTAF分级分析包。

优选的均相支化乙烯聚合物(如(但不限于)基本上线性的乙烯聚合 物)具有-30至150℃之间的单熔融峰,使用差示扫描热量法(DSC)测 定,与传统齐格勒聚合的多相支化的乙烯聚合物(例如,LLDPE和 ULDPE或VLDPE)不同,其具有两个或多个熔融点。

单熔融峰通过使用用铟和去离子水标准化的差示扫描热量计来测 定。该方法包括使用5-7mg样品量,″第一次加热″至180℃,放置4分 钟,以10℃/min的速率冷却至-30℃,放置3分钟,并且以10℃/min的 速率加热至150℃来提供″第二次加热″,从热流量对温度的曲线中获得 熔融峰。从曲线下的面积中计算聚合物熔化的总热量。

本发明中均相支化的乙烯聚合物可以是基本上线性的乙烯聚合物 或均相支化线性乙烯聚合物。

本文中,术语″线性″指乙烯聚合物不具有长链分支。即,含有本体 线性乙烯聚合物的聚合物链中不具有长链分支,如使用齐格勒聚合工 艺(例如,USP4,076,698(Anderson等))制造的传统线性低密度聚乙烯 聚合物或线性高密度聚乙烯聚合物的情形,有时称作多相聚合物。术语 ″线性″不指本体高压支化的聚乙烯、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物或乙烯/ 乙烯醇共聚物,其已知具有很多长链分支。

术语″均相支化线性乙烯聚合物″指具有窄短链支化分布并且缺乏 长链分支的聚合物。这种″线性″均匀支化或均相的聚合物包括USP 3,645,992(Elston)中制造的聚合物和使用所谓单位点催化剂在具有相 对高乙烯浓度的间歇反应器中制造的聚合物(如US专利5,026,798 (Canich)或US专利5,055,438(Canich)中所述)或使用形状受限催化剂 在也具有相对高乙烯浓度的间歇反应器中制造的聚合物(如US专利 5,064,802(Stevens等)或EP0416815A2(Stevens等)中所述)。

一般来说,均相支化线性乙烯聚合物是乙烯/α-烯烃共聚体,其中, α-烯烃是至少一种C3-C20α-烯烃(例如,丙烯,1-丁烯,1-戊烯,4-甲基 -1-戊烯,1-己烯和1-辛烯)并且优选至少一种C3-C20α-烯烃是1-丁烯、 1-己烯或1-辛烯。首选,乙烯/α-烯烃共聚体是乙烯和C3-C20α-烯烃的 共聚物,特别是乙烯/C4-C8α-烯烃共聚物,如乙烯/1-辛烯共聚物,乙烯 /1-丁烯共聚物,乙烯/1-戊烯共聚物或乙烯/1-己烯共聚物。

本发明中适宜的均相支化线性乙烯聚合物是由Mitsui化学公司出 售的名称为TAFMER和Exxon化学公司出售的名称为EXACT和 EXCEED树脂的产品。

本文中,术语″基本上线性的乙烯聚合物″指本体乙烯聚合物上平 均取代有0.01个长链分支/1000个总碳至3个长链分支/1000个总碳 (其中,″总碳″包括主链和支链碳)。优选的聚合物上取代有个0.01长链 分支/1000个总碳-1个长链分支/1000总碳,更优选0.05个长链分支 /1000个总碳-1个长链分支/1000个总碳,特别是0.3个长链分支/1000 个总碳-1个长链分支/1000个总碳。

本文中,术语″主链″指离散分子,术语″聚合物″或″本体聚合物″常 规含义指在反应器中形成的聚合物。聚合物要成为″基本上线性的乙 烯聚合物″,聚合物必须具有至少足够的分子具有长链分支,以致本体 聚合物中的平均长链分支为至少平均0.01个长链分支/1000个总碳-3 个长链分支/1000个总碳。

术语″本体聚合物″指通过聚合工艺获得的聚合物,该聚合物是聚 合物分子的混合物的形式,并且对基本上线性的乙烯聚合物来说,含 有不具有长链分支的分子和具有长链分支的分子。因此,″本体聚合物″ 中含有聚合过程中形成的所有分子。应当理解,对基本上线性的聚合物 来说,不是所有的分子都具有长链分支,但具有足够量的分子具有长 链分支,以致本体聚合物的平均长链分支含量可以真正影响到(即,剪 切粘度和熔体破裂性能),其中,所说的熔体流变性将在下面进行描述 或者在文献中有所描述。

长链分支(LCB)在本文中定义为至少一个(1)碳的链长,其小于共 聚单体中的碳的数量,而短链分支(SCB)在本文中定义为其被掺入聚合 物分子主链后具有共聚单体的残基中相同数量的碳的链长。例如,基本 上线性的乙烯/1-辛烯聚合物具有主链,其上带有至少七个(7)碳长的长 链分支,但也带有只有六个(个)碳长的短链分支。

长链分支与短链分支可以通过使用13C核磁共振(NMR)光谱学来 区分并且区分的程度有限,例如,对乙烯均聚物而言,可以使用 Randall(Rev.Macromol.Chem.Phys.,C29(2&3),p.285-297(1989))的 方法来量化测定之。然而作为实际方式,目前的13C核磁共振光谱学不 能测定超过约六个(6)碳原子长的长链分支,由此这项分析技术不能区 分七个(7)碳的分支和七十个(70)碳的分支。长链分支可以只要是与聚合 物主链的长度具有约相同的长度。

尽管常规13C核磁共振光谱学不能测定超过六个碳原子长链的长 度,但其它已知技术可用于量化或测定乙烯聚合物中(包括乙烯/1-辛烯 共聚体)长链分支的存在,例如,US专利4,500,648讲述了可以长链分支 频数(LCB)可以由LCB=b/Mw表示,其中,b是每分子中长链分支的重 均数量并且Mw是重均分子量。平均分子量和长链分支性能可以分别 通过凝胶渗透色谱法和性能粘度法来测定。

量化或测定乙烯聚合物中(包括乙烯/1-辛烯共聚体)长链分支存在 的两种有用的方法是联合使用低激光散射检测器的凝胶渗透色谱法 (GPC-LALLS)和联合使用差示粘度计检测器分凝胶渗透色谱法 (GPC-DV)。这些用于长链检测的技术和基本理论在文献中有很多记 载。例如参见Zimm、G.H.和Stockmayer,W.H.,J.Chem.Phys.,17,1301 (1949)以及Rudin,A.,聚合物表征的现代方法,John Wiley & Sons,纽 约(1991)pp.103-112。

A.Willem deGroot和P.Steve Chum(均在Dow化学公司),在密苏 里州圣路易斯Federation of Analytical Chemistry and Spectroscopy Society(FACSS)的1994年10月4日会议上,展示了数据证明GPC-DV 是量化基本上线性的乙烯聚合物中长链分支存在的实用技术。具体说, deGroot和Chum发现了使用Zimm Stockmayer方程测定的基本上线性 的乙烯均聚物样品中的长链分支含量与使用13C NMR测定的长链分 支含量有紧密的关系。

此外,deGroot和Chum发现了辛烯的存在不能改变溶液中聚乙烯 样品的流体动力学体积,并且藉此通过知道样品中的mol%辛烯可以解 释分子量的增加可归因于辛烯短链分支。通过消除因1-辛烯短链分支 造成分子量增加的影响,deGroot和Chum显示了GPC-DV可以用来量 化基本上线性的乙烯/辛烯共聚物中的长链分支含量。

DeGroot和Chum还显示了通过GPC-DV测定得到的Log(I2,熔体 流动指数)作为Log(GPC重均分子量)函数的曲线图,阐明了基本上线 性的乙烯聚合物的长链分支的形势(但不是长分支的程度)与高压、高支 化低密度聚乙烯(LDPE)不相上下并且明显区别于使用齐格勒型催化 剂如钛络合物和普通均相催化剂如铪和钒络合物生产的乙烯聚合物。

对基本上线性的乙烯聚合物来说,存在长链分支的实验效果表现 为流变性增强,所说的流变性被量化和表达在气体挤出流变测定法 (GER)结果和/或熔体流动(I10/I2)增加。

本发明中使用的基本上线性的乙烯聚合物是独一无二类的化合 物,其还在US专利5,272,236,申请号07/776,130(1991.10.15申请); US专利5,278,272,申请号07/939,281(1992.9.2申请)和US专利 5,665,800,申请号08/730,766(1996.10.16申请)中有所定义。

基本上线性的乙烯聚合物明显不同于上述和例如US专利 3,645,992(Elston)中所述的常规已知为均相支化线性乙烯聚合物类的 聚合物。一个重要的区别在于,基本上线性的乙烯聚合物不具有如同均 相支化线性乙烯聚合物情形中术语″线性″一样常规含义的线性聚合物 主链。

基本上线性的乙烯聚合物还明显不同于常规已知为多相支化的传 统齐格勒聚合线性乙烯共聚体(例如,使用例如Anderson等US专利 4,076,698中公开的技术制造的超低密度聚乙烯,线性低密度聚乙烯或 高密度聚乙烯,其中,基本上线性的乙烯共聚体是均相支化的聚合物) 类的聚合物。此外,基本上线性的乙烯聚合物还不同于其中,基本上线 性的乙烯聚合物被表征为基本上缺乏可测高密度或结晶聚合物级分(如 使用升温洗脱分级技术测定)的多相支化的乙烯聚合物。

本发明中使用的基本上线性的乙烯弹性体和塑性体的特征在于具 有 (a)熔体流动比,I10/I2≥5.63, (b)分子量分布,Mw/Mn,通过凝胶渗透色谱法测定并且定义为下式:

          (Mw/Mn)≤(I10/I2)-4.63, (c)气体挤出流变性致使基本上线性的乙烯聚合物表面熔体断裂开始 时的临界剪切速率比线性乙烯聚合物表面熔体断裂开始时的临界剪切 速率大至少50%,其中,基本上线性的乙烯聚合物和线性乙烯聚合物 含有相同的共聚单体或多种共聚单体,线性乙烯聚合物的I2和 Mw/Mn在基本上线性的乙烯聚合物的10%以内并且其中,基本上线性 的乙烯聚合物和线性乙烯聚合物的临界剪切速率分别在相同的熔融温 度下使用气体挤出流变仪测定, (d)在-30℃和150℃之间的单差示扫描热量法,DSC,熔融峰,和 (e)密度小于或等于0.865g/cm3。

关于熔体断裂的临界剪切速率个临界剪切应力以及流变性能如″ 流变加工指数″(PI)的测定,使用气体挤出流变仪(GER)来测定。气体 挤出流变仪由M.Shida、R.N.Shroff和L.V.Cancio在聚合物工程学, 第17卷,第11号,p.770(1977)和在John Dealy的用于熔融塑料的流变 仪(Van No丝束Reinhold Co.(1982)出版)第97-99页有描述。

加工指数(PI)在190℃、2500psig(176kg/cm2)氮气压下使用0.0296 英寸(752微米)直径(优选地,用于高流动聚合物(例如,50-100I2熔体 流动指数或更大)的0.0143英寸(363微米)直径的模口)具有180°入口 角的20∶1 L/D模口来测定。GER加工指数由按毫泊(millipoise)为单位 通过下式计算:

        PI=2.15×106达因/cm2/(1000×剪切速率) 其中,:2.15×106达因/cm2(215MPa)是2500psi(176kg/cm2)下的剪切 应力,并且剪切速率是如下式表示的管壁剪切速率:

        32Q′/(60sec/min)(0.745)(直径×2.54cm/in)3 其中,Q′是挤出速率(gms/min),0.745是聚乙烯的熔体密度(gm/cm3), 并且直径是毛细管的管口直径英寸。

PI是在2.15×106达因/cm2(215MPa)表观剪切应力下测定的表观 粘度。

对基本上线性的乙烯聚合物来说,PI小于或等于常规线性乙烯聚 合物的70%,其中,所说的常规线性乙烯聚合物的I2、Mw/Mn和密度 各自在基本上线性的乙烯聚合物的10%以内。

使用表观剪切应力对表观剪切速率的曲线来判断使用前述模口或 GER试验装置时氮气压在5250-500psig(369-35kg/cm2)范围内的熔体断 裂现象。根据Ramamurthy的流变学杂志,30(2),第337-357页(1986), 大于某一临界流动速率时,被观察的挤出物不规则性可以大体上分成 两种主要类型:表面熔体断裂和整个熔体断裂。

表面熔体断裂出现在表观稳定流动条件下并且从镜膜光泽丧失逐 渐变至更严重的″鲨鱼皮″。在此公开文献中,表面熔体断裂开始的特征 在于挤出物的光泽开始失去,此时挤出物的表面粗糙度仅仅可以通过 放大40倍检测到。基本上线性的乙烯聚合物表面熔体断裂开始时的临 界剪切速率比具有约相同I2和Mw/Mn的线性乙烯聚合物表面熔体断 裂开始时的临界剪切速率大至少50%。优选地,本发明的基本上 线性的乙烯聚合物表面熔体断裂开始时的临界剪切应力大于2.8×106 达因/cm2(280MPa)。

整个熔体断裂出现在不流动条件下并且规则(交替粗糙和光滑、螺 旋状面等)逐渐变至无规则变形。为商业可接受(例如,在吹塑薄膜生 产中),表面缺陷应当最小(如果不能不存在的话)。本文中,表面熔体断 裂开始时(OSMF)的临界剪切速率和整个熔体断裂开始时(OGMF)的临 界剪切应力是基于通过GER挤出的挤出物的表面粗糙度和构型的变 化。本发明中的基本上线性的乙烯聚合物,整个熔体断裂开始时的临界 剪切应力优选大于4×106达因/cm2(400MPa)。

为测定加工指数和测定GER熔体断裂,测试不含有机填料并且不 具有超过20ppm(每百万分之份数)残余铝催化剂的基本上线性的乙烯 聚合物。然而,为进行加工指数和熔体断裂试验,优选基本上线性的乙 烯聚合物不含抗氧化剂,如酚、受阻酚、磷酸酯或亚膦酸酯,优选酚 或受阻酚和亚磷酸酯或亚膦酸酯的组合。

分子量和分子量分布通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定。适宜的装 置是装配有差示折射计和混合孔隙的三根柱子的Waters 150C高温色 谱装置,其中,色谱柱由Polymer Laboratorie提供并且填充孔径通常为 103、104、105和106埃。对乙烯聚合物而言,该装置的操作温度时140 ℃并且溶剂时1,2,4-三氯苯,从中制备样品的0.3wt%溶液用于制备。 相反,对基本上氢化的嵌段聚合物来说,装置操作温度为25℃并且使 用四氢呋喃作为溶剂。适宜的流动速率为1.0毫升/分钟并且注射量一 般为100微升。

本发明本发明所用的乙烯聚合物来说,通过使用窄分子量分布聚 苯乙烯标准(来自Polymer Laboratories)结合其洗脱体积推导,来测定聚 合物主链的分子量。当量聚乙烯分子量通过使用聚乙烯和聚苯乙烯的 适宜的Mark-Houwink系数测定(由Williams和Ward在聚合物科学杂 志,Polymer Letters,第6卷,p.621(1968)中所述),得到以下方程:

                  M聚苯乙烯=a*(M聚乙烯)b

此方程中,a=0.4316并且b=1.0。按照通常方式根据公式Mj=(∑ Wi(Mij))j计算重均分子量(Mw),其中,Wi是从GPC柱中洗脱的具有分 子量Mi的分子在第i级分中的重量分数,并且当计算Mw时j=1,当 计算Mn时j=-1。

对于本发明的至少一种均相支化的乙烯聚合物来说,Mw/Mn优选 小于3.5,更优选小于3.0,首选小于2.5,特别是1.5-2.5并且最特别是 1.8-2.3。

基本上线性的乙烯聚合物已知具有杰出的杰出的加工性,尽管具 有相对窄的分子量分布(即,Mw/Mn比一般为小于3.5)。令人惊奇的 是,与均相和多相支化的线性乙烯聚合物不同,基本上线性的乙烯聚 合物的熔体流动比(I10/I2)变化可以基本上不依赖于分子量分布 (MW/Mn)。因此,当期望良好的挤出加工性时,本发明中使用的优选的 乙烯聚合物是均相支化的基本上线性的乙烯共聚体。

用于制造基本上线性的乙烯聚合物的适宜的形状受限催化剂包括 US申请号07/545,403(1990.7.3);US申请号07/758,654(1991.9.12); US专利5,132,380(申请号07/758,654);US专利5,064,802(申请号 07/547,728);US专利5,470,993(申请号08/241,523);US专利 5,453,410(申请号08/108,693);US专利5,374,696(申请号08/08,003); US专利5,532,394(申请号08/295,768);US专利(申请号08/294,469) 和US专利5,189,192(申请号07/647,111)中公开的形状受限催化剂。

也可以根据WO93/0819及其授权专利的教导制备适宜的催化剂 络合物。此外,USP5,026,798中讲述的单环戊二烯基过渡金属烯烃聚合 催化剂也据信可适宜用于制备本发明的聚合物,只要聚合条件与US专 利5,272,236、US专利5,278,272和US专利5,665,800中所述的基本 上一致,特别要严格注意需要进行连续式聚合。这种聚合还描述于 PCT/US92/08812(1992.10.15申请)。

前述的催化剂可以进一步描述为含有金属配位络合物,该络合物 含有3-10族金属或元素周期表的镧系元素和取代有受限-引发部分的 不定位β-键合部分,所说的络合物在金属原子周围具有受限的形状, 以致金属在不定位、取代pi-键合部分的面心和至少一种剩余取代基的 中心之间的角度小于含有类似pi-键合部分但缺乏受限-引发取代基的 相似络合物中的角度,并且还以这些络合物含有一个以上不定位、取代 pi-键合部分,其中,只有一个对络合物的每个金属原子来说是环状、不 定位、取代pi键合部分。催化剂还含有活化助催化剂。

这里使用的适宜的的助催化剂包括聚合或低聚铝氧烷 (aluminoxane)、特别是甲基铝氧烷,以及惰性、相容、非配位的离子形 成用化合物。所谓的改性甲基铝氧烷(MMAO)也适合用作助催化剂。 制备这种改性铝氧烷的一项技术公开于US专利5,041,584中。铝氧烷 的制造还可以见US专利5,218,071;US专利5,086,024;US专利 5,041,585;US专利5,041,583;US专利5,015,749;US专利4,960,878 和US专利4,544,762。

铝氧烷,包括改性甲基铝氧烷,当在聚合中使用时,优选以致于在 (成品)聚合物中剩余的残余催化剂优选为0-20ppm铝、特别是从0-10 ppm铝、更优选0-5ppm铝的形式使用。为测定本体聚合物性能(例如, PI或熔体断裂),使用含水HCl从聚合物中提取铝氧烷。然而,优选的 助催化剂是如EP520732中描述的惰性、非配位的化合物

基本上线性的乙烯通过连续式(与间歇式相反)受控聚合工艺使用 至少一个反应器来生产(例如,如WO93/07187、WO93/07188和WO 93/07189),但也可以使用复式反应器(如USP 3,914,342所述复式反应 器结构)在足以产生具所需性能共聚体的聚合温度和压力下生产。复式 反应器可以以串联或以并联方式操作,在至少一个反应器中使用至少 一种形状受限催化剂。

基本上线性的乙烯聚合物可以通过连续式溶液、淤浆或气相聚合 在形状受限催化剂的存在下来制备,如EP416,815-A中公开的方法。 聚合通常可以在本领域已知的任何反应器系统中进行,包括但不限于: 储罐式反应器、球罐式反应器、循环回路式反应器或其组合,任何反应 器或所有反应器以部分或完全绝热方式、非绝热方式或者两种方式同 时操作。优选地,使用连续回路-反应器溶液聚合来制造本发明使用的 基本上线性的乙烯聚合物。

通常来说,制造基本上线性的乙烯聚合物所需要的连续式聚合可 以在现有技术中公知的齐格勒-纳塔或Kaminsky-Sinn型聚合反应的条 件下完成,即,温度为0-250℃并且压力为1大气压至1000大气压 (100MPa)。如果需要,可以使用悬浮、溶液、淤浆、气相或其它工艺条 件。

聚合中可以使用载体,但优选以均相(即,可溶)方式使用催化剂。 当然,应当知道如果直接向聚合过程添加催化剂及其助催化剂组分并 且在所说的聚合过程中使用适宜的溶剂或稀释剂(包括缩合的单体), 则会原位形成活性催化剂体系。然而,优选地,在单独的步骤中用适宜 的溶剂形成活性催化剂,在向聚合混合物添加其之前。

本发明中使用的基本上线性的乙烯聚合物是乙烯与至少一种 C3-C20α-烯烃和/或C4-C18二烯烃的共聚体。特别优选乙烯与C3-C20碳 原子α-烯烃的共聚体。术语″共聚体″如上讨论在本文中用于表示共聚体 或三元共聚体,其中,将至少一种其它的共聚单体与乙烯或丙烯聚合, 形成共聚体。

可用于于乙烯聚合的适宜的不饱和共聚单体包括,例如,烯键式 不饱和单体、共轭或非共轭二烯、多烯等。这种共聚单体的实例包括 C3-C20α-烯烃,如丙烯,异丁烯,1-丁烯,1-己烯,1-戊烯,4-甲基-1-戊烯, 1-庚烯,1-辛烯,1-壬烯和1-癸烯。优选的共聚单体包括丙烯,1-丁烯,1 戊烯,1-己烯,4-甲基-1-戊烯,1-庚烯和1-辛烯,并且特别优选1-辛烯。 其它适宜的单体包括苯乙烯、卤代或烷基取代的苯乙烯,乙烯基苯并环 丁烷,1,4-己二烯,1,7辛二烯和环烃类化合物s(例如,环戊烯,环己烯 和环辛烯)。

在一个优选的实施方案中,将基本上氢化的嵌段聚合物与至少一 种聚丙烯聚合物共混。适宜用于本发明的聚丙烯聚合物包括无规嵌段 丙烯乙烯聚合物,可得自很多制造商,例如,Montell Polyolefins和 Exxon化学公司。在Exxon,适宜的聚丙烯聚合物以名称ESCORENE 和ACHIEVE供应。

用于本发明的适宜的聚乳酸(PLA)是现有技文献中公知的(例如, 参见D.M.Bigg等″共聚物比对聚乳酸共聚物结晶度和性能的影响″, ANTEC 96,pp.2028-2039;WO90/01521;EP0515203A和EP0748846 A2}.适宜的聚乳酸聚合物可由Cargill Dow以名称EcoPLA商业提供。

用于本发明的适宜的热塑性聚氨酯聚合物可从Dow化学公司以名 称PELLATHANE商购获得。

适宜的聚烯烃一氧化碳共聚体可以使用公知的高压自由基聚合方 法来制造。然而,它们也可以使用传统的齐格勒-纳塔催化,甚至使用所 谓的均相催化剂体系如本文上面描述和引用的体系来制造。

适宜的自由基引发的高压含羰基乙烯聚合物,如乙烯丙烯酸共聚 体,可以通过本领域已知的任何技术来制造,包括Thomson和Waples 在US专利3,520,861以及McKinney等在US专利4,988,781;4,599,392 和5,384,373中讲述的方法。

适宜用于本发明的乙烯乙酸乙烯酯共聚体可商购得自各种供应商, 包括Exxon化学公司和Du Pont化学公司。

适宜的乙烯/丙烯酸烷基酯共聚体可商购得自各种供应商。适宜的 乙烯/丙烯酸共聚体可以名称PRIMACOR商购得自Dow化学公司。适 宜的乙烯/甲基丙烯酸共聚体可以名称NUCREL商购得自Du Pont化 学公司。

氯化聚乙烯(CPE),特别是氯化基本上线性的乙烯聚合物,可以按 照公知技术将聚乙烯氯化来制备。优选地,氯化聚乙烯中含有等于或大 于30wt%的氯。适宜用于本发明的氯化聚乙烯可以名称TYRIN商 购得自Dow化学公司。

可以向弹性组合物或其共混物中添加添加剂,例如,Ciba Geigy公 司提供的Irgafose 168或Irganoxe 1010,以防止在成型或制造操作过程 中降解或更好控制接枝或交联的程度(即,抑制过度胶凝化)。还可以使 用工业添加剂,例如,硬脂酸、水和含氟聚合物,以便使残余的催化 剂失活或进一步改进加工性的目的。

在某些实施方案中,特别是当分子量大于81,500时,将至少一种 基本上氢化的嵌段聚合物与油、蜡、加工助剂、增塑剂或增粘剂或所 有这些进行配制(即,本发明的配制体系),用于改进熔体压延性和纤维 纺丝性。

本文中,术语″增粘剂″指使聚合物组合物具有粘附性或粘合性的 任何组合物或化合物。代表性的增粘剂类包括脂族C5树脂、多萜树 脂、氢化树脂、混合脂族芳族树脂、松香酯和氢化松香酯。所用的增 粘剂在350°F下粘度,使用布鲁克菲尔德粘度计测定,一般为不超过 300,优选不超过150,首选不超过50厘泊。所用的增粘剂的玻璃化转 变温度一般为大于50℃。

适宜用于本发明的脂族增粘剂包括可以商标名称EscorezTM、 PiccotacTM、MercuresTM、WingtackTM、Hi-RezTM、QuinoneTM和TackirolTM 商购获得的产品。适宜的多萜增粘剂包括可以商标名称NierezTM、 PiccolyteTM、WingtackTM和ZonarezTM商购获得的产品。适宜的氢化增 粘剂包括可以商标名称EscorezTM、ArkonTM和ClearonlmTM商购获得产 品。适宜的混合脂族-芳族增粘剂包括可以商标名称EscorezTM、 RegaliteTM、HercuresTM、ARTMTM、ImprezTM、NorsoleneTM M、 MarukarezTM、ArkonTMM,QuintoneTM等商购获得的产品。可以使用其 它增粘剂,前提条件是它们可与基本上氢化的嵌段聚合物相容。

增粘剂在本发明配制体系中的存在量为小于70wt%,优选小于 50wt%,更优选小于25wt%,并且在某些情况下可以使用小于10 wt%的增粘剂。

本文中,术语″蜡″指数均分子量小于6000的石蜡或结晶聚合物。 属于该分类的示例性的聚合物包括可得自Petrolite公司(Tulsa,OK)的 乙烯均聚物,如PolywaxTM500、PolywaxTM1500和PolywaxTM2000;以 及可得自CP Hall的石蜡,其产品名称为1230、1236、1240、1245、1246、 1255、1260和1262。

PolywaxTM2000的分子量为大约2000,Mw/Mn为大约1.0,16℃下 的密度为约0.97g/cm3,并且熔点为大约126℃。

CP Hall 1246石蜡可得自CP Hall(Stow,OH)。CP Hall 1246石蜡 的熔点为143°F,210°F下的布鲁克菲尔德粘度为4.2厘泊,并且73°F 下的比重为0.915。

优选的蜡可以使用形状受限催化剂来制备。这种聚合物可以是乙 烯均聚物或乙烯与共聚单体的共聚体,所说的共聚单体例如C3-C20α- 烯烃、苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、四氟乙烯、乙烯基苯并环丁烷、 非-共轭二烯和环烃类化合物。这种聚合物,与传统的蜡不同,其 Mw/Mn为1.5-2.5,优选1.8-2.2。这种聚合物在标题为″超低分子量乙烯 聚合物″的申请中公开和被要求保护(1996.1.22申请,暂时申请 60/010403,Finlayson等)。

适宜用于配制体系的蜡,其数均分子量为小于6000,优选小于 5000并且大于800,优选大于1300。

适宜的乙烯聚合物蜡,即乙烯均聚物(传统乙烯均聚物蜡或形状受 限催化剂制备的乙烯均聚物)或乙烯与选自C3-C20α-烯烃、非-共轭二烯 和环烃类化合物的共聚单体的共聚体,其密度为至少0.910g/cm3并且 不超过0.970g/cm3,优选不超过0.965g/cm3。

本文中,术语″油″的常规含义指按矿物油、植物油、动物油、精油 或食用油分类的脂肪、粘稠液体和挥发性液体。当使用时,油的存在量, 以热熔粘合剂的重量计,为小于25,优选小于15,更优选小于10 wt%。示例性的油包括白色矿物油(如Kaydo JTI油,Witco出品)和 ShellflexTM 371环烃类化合物油(Shell Oil公司出品)。优选的油是白色 矿物石蜡油,例如,Witco化学公司提供的Witco 200加工油。

弹性组合物可以是填充或未填充的。如果是填充的,则填料的存在 量不应当超过对高温弹性有不利影响的量。典型来说,填料的存在量, 以共聚体的总重量计,为20-80,优选50-70wt%。代表性的填料包括高 岭粘土、氢氧化镁、二氧化硅、碳酸钙。在优选的实施方案中,其中,存 在填料,填料上涂布有用来防止或延迟填料干扰交联反应可能性的物 质。硬脂酸是这种填料填料的一个实例。

本发明的弹性组合物和弹性成型制品具有各种各样的用途。适宜 的用途包括例如(但不限于)一次性个人卫生制品(例如,运动裤,尿布, 吸收性衬裤,失禁制品和妇女用卫生产品);一次性外套(例如,工业用 外衣,工作服,头套,衬裤,裤子,衬衫,手套和袜子);感染控制/清洁 室内制品(例如,手术用长衣和被单,面罩,头套,手术用帽子和兜帽, 罩,拖鞋,伤口包扎用品,绷带,消毒外套,抹布,实验室用覆盖物, 工作服,裤子,围裙,夹克,和床上产品和片材)以及运动衣。

从本发明的弹性组合物,可以制作各种同质纤维,包括短纤维、纺 粘纤维或熔喷法纤维(使用,例如,USP4,340,563(Appel等)、USP 4,663,220(Wisneski等)、USP4,668,566(Braun)或USP4,322,027(Reba) 公开的体系),和凝胶纺丝纤维(例如,USP4,413,110(Kavesh等)公 开的体系)。短纤维可以熔纺(即,可以将它们直接挤成最终的纤维直径, 不另外拉伸)或者可以将它们熔纺成较大的直径,随后使用常规纤维拉 伸技术将其热或冷拉伸至所需的直径。

本发明的弹性短纤维还可以用作粘合用纤维,特别是当本发明的 弹性纤维比周围的基质纤维具有更低的熔点时。在粘合用纤维用途中, 一般将粘合用纤维与其它基质纤维共混,并且对整个结构进行加热处 理,使粘合用纤维熔融并且粘合周围的基质纤维。本文中,通过使用本 发明弹性纤维而受益的典型的基质纤维包括但不限于:聚(对苯二甲酸 乙二酯)纤维、纤维、尼龙纤维、聚丙烯纤维、多相支化的聚乙烯纤 维、均相支化的乙烯聚合物纤维、线性聚乙烯均聚物纤维及其组合。 基质纤维的直径可以根据其最终用途而不同。

还可以从新的弹性组合物中制作双组分纤维。这种双组分纤维的 至少一部分纤维含有本发明的弹性组合物。例如,在护套/内芯双组分 纤维(即,其中,护套同心包围着内芯),弹性组合物可以护套也可以是 内芯。可以独立地使用不同的弹性组合物作为同一纤维中的护套和内 芯,优选护套和内芯二组分都是弹性的,并且护套组分的熔点比内芯 组分的熔点低。其它类型的双组分纤维也属于本发明的范围,并且包括 诸如并列型共轭纤维(例如,纤维具有分开的聚合物区域,其中,本发 明的弹性组合物占纤维表面的至少一部分)的结构。

纤维的形状没有限制。例如,典型的纤维具有截面呈环形的形状, 有时纤维具有不同的形状,如三叶形或平直(即″丝带″类)形状。本文中 公开的弹性纤维没有纤维形状的限制。

本发明的新弹性纤维可以与其它纤维如PET、尼龙和棉一起使用 制作弹性织物。

纤维直径可以按各种方式测量和记录。通常来说,纤维直径按旦尼 尔/丝来测量。旦尼尔是一种纺织品术语,其定义为纤维的克数/9000米 纤维长度。单丝通常指旦尼尔/丝大于15,经常是大于30的挤出丝束。 细旦尼尔纤维通常指旦尼尔为15或更小的纤维。微旦尼尔(已知为微纤 维)通常指直径不大于100微米的纤维。对本文公开的本发明的弹性纤 维来说,直径可以有很大的不同,而对纤维的弹性几乎没有影响。但可 以调节纤维的旦尼尔以适应最终制品的性能,因此优选是:对熔喷法纤 维来说为0.5-30旦尼尔/丝;对纺粘纤维来说为1-30旦尼尔/丝;并且 对连续缠绕丝来说为1-20,000旦尼尔/丝。尽管如此,优选地,标称旦 尼尔为大于37,更优选大于或等于55并且首选大于或等于65。这些 参数选择是由于使用旦尼尔大于或等于40的纤维一般来说具有耐用 性。

用本文公开的本发明的弹性纤维制作的织物包括织造和无纺织 物。无纺织物可以各种方法制作,包括如USP3,485,706(Evans)和USP 4,939,016(Radwanski等)中公开的射流喷网成布法制作的(或流体动力 学缠结的)织物;通过梳理和热粘合短纤维;通过纺粘连续操作中的连 续纤维;或者通过将纤维熔喷成织物,随后将所得的网压延或热粘合。 这些各种无纺织物制造技术是本领域技术人员公知的并且不限于任何 特定的方法。由这种纤维制作的其它结构也属于本发明的范围,包括例 如这些新纤维与其它纤维(例如,聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)或棉纤 维)的共混物。

可以使用本文公开的本发明的弹性纤维和织物制作的制造成形制 品包括具有弹性部分的弹性复合制品(例如,尿布)。例如,一般是将弹 性部分构造成尿布的腰带部分以防止尿布滑落和腿带部分以免遗漏(如 USP4,381,781(Sciaraffa)所述)。经常是,弹性部分有助于较好地形成固 定和/或拴紧系统,以便使舒适性和可靠性得到良好结合。本文中公开 的本发明的弹性纤维和织物还可以用来生产结合弹性和透气性的结 构。例如,可以将本发明的弹性纤维、织物或薄膜或本发明的所有这些 掺入US暂时专利申请60/083,784(1998.5.1申请,Maugans等)公开的 结构中。

本文公开的本发明的弹性纤维和织物还可以用于如USP2,957,512 (Wade)中描述的各种结构。例如,可以将USP′512中所述结构的第50 层(即,弹性组分)用本发明的弹性纤维和织物代替,特别是将平直的、 折叠的或卷曲的非弹性材料制成弹性结构。通过熔融粘合或使用粘合 剂,可以将本文公开的本发明的弹性纤维或织物附着在非弹性纤维、织 物或其它结构。由本文公开的本发明的弹性纤维或织物以及非弹性组 分可以生产打褶裥或宽紧型弹性结构,通过将非弹性组分在附着之前 折叠(如USP′512所述),将弹性组分在附着前预拉伸或者将弹性组分 在附着之后加热收缩。

本文所述的本发明的弹性纤维还可以用于射流喷网成布法(或流 体动力学缠结)工艺来制作新结构。例如,USP4,801,482(Goggans)公开 了一种弹性片材(12),其现在可以用本文所述的新的弹性纤维/织物制 作。

本文所述的连续弹性长丝还可以用于需要高回弹性的制造用途。

本文公开的经过分子量或交联程度或辐射度调整或所有这些调整 的本发明的弹性纤维和织物还具有可调的韧度和回缩力。这种性能和 特征能够提供广泛所需的柔韧性,例如,如果需要可以在同一件衣服 中提供可变的回缩力,如US专利5,196,000(Clear等)中所述。

US专利5,037,416(Allen等)描述了通过使用弹性丝带(参见USP ′416的组件19)形成配合面片的优点。本发明的弹性纤维可以起USP ′416的组件19的作用,或者可以以织物的形式用于提供所需的弹性。

使用非常高分子量线性聚乙烯或聚乙烯共聚物的复合材料也会从 本文公开的本发明的弹性纤维中受益。例如,本文公开的本发明的弹性 纤维与如US专利4,584,347(Harpell等)中所述的非常高分子量的聚 乙烯纤维(例如,Allied Chemical制造的SpectraTM纤维)的共混物可以提 供整个纤维的粘合,而不用将高分子量纤维熔融,由此保存了高分子 量纤维的高强度和完整性。

正如US专利4,981,747(Morman)中所述,本文公开的本发明的弹 性纤维或织物可以替换其中,的弹性片材122,形成含有两面可用材 料的复合弹性材料。

本文公开的本发明的弹性纤维还可以是熔喷法弹性组分,如US专 利4,879,170(Radwanski)附图中的符号6所示的组分。US专利′170 总的来说描述了弹性共形成材料及其制作方法。

由本文公开的本发明的弹性纤维和织物还可以制作弹性板条,并 且可以用作,例如,US专利4,940,464(Van Gompel)中的材料18、20、 14和/或26。本文公开的本发明的弹性纤维和织物还可以用作复合面 板的弹性组件(例如,USP′464的第86层)。

还可以将弹性组合物加工成型或制造成弹性薄膜、涂层、片材、 胶条、胶带、模制品、异形材、丝带、带、泡沫体、织物、纱线、长 丝、多元纤维或纤维质网。本发明的弹性薄膜、涂层、模制品和片材 可以提供本领域已知的任何方法来制造成形,包括吹泡工艺(例如,简 单的气泡以及双轴取向技术如夹泡、双泡和绷架拉幅),铸塑挤出,注塑 工艺,热成形工艺,挤出涂布工艺,型材挤出和片材挤出工艺。简单的 吹泡薄膜工艺描述于,例如,化学技术百科全书,Kirk Othmer,第三版, John Wiley & Sons,纽约,1981,第16卷,pp.416-417和第18卷,pp. 191-192。铸塑挤出描述于,例如,现代塑料学1989年10月中期百科全 书发行,第66卷,第11号,第256-257页。注塑、热成形、挤出涂布、 型材挤出和片材挤出工艺描述于,例如,塑料材料和工艺,Seymour S. Schwartz和Sidney H.Goodman,Van Nostrand Reinhold公司,纽约, 1982,pp.527-563,pp.632-647和pp.596-602。

本发明的弹性胶条、胶带和丝带可以通过任何已知方法制备,包括 直接挤出方法或挤出后纵切、切削或冲压技术。型材挤出是主要挤出 方法的一个实例,其特别适合制备胶带、胶条和丝带。

还可以通过本领域公知的方法,使本发明的弹性薄膜、涂层或片材 成为可渗透或″透气性的″,包括通过apperturing、纵切、微穿孔、与纤 维或泡沫体混合、掺加填料和拉伸或其组合。这些方法的实例包括,US 专利3,156,242(Crowe,Jr.),US专利3,881,489(Hartwell),US专利 3,989,867(Sisson)和US专利5,085,654(Buell)。

可以使用本文公开的本发明的弹性制品制造的成形制品,包括由 一个或多个弹性组分或部分组成的复合织物制品(例如,一次性失禁 外套,运动裤和尿布特别是抽拉式尿布)。本发明的用途的实例可以按 照Kieffer等在US专利4,789,699中的教导。本文公开的本发明的弹 性制品还可以用来生产结合弹性和透气性的织物复合结构,通过使用 使弹性材料变成可渗透或″透气性的″技术,如Lippert等在US专利 4,861,652中的技术和上述技术。

本文公开的本发明的弹性制品还可以用于如US专利2,957,512 (Wade)公开的各种结构。例如,可以将USP′512中所述结构的第50层 (即,弹性组分)用本发明的弹性纤维和织物代替,特别是将平直的、折 叠的或卷曲的非弹性材料制成弹性或半弹性结构结构。通过加热粘合 或使用粘合剂,可以将新的弹性纤维附着在非弹性或弹性较差的材料 上。由本文公开的新的弹性纤维以及非弹性组分可以生产打褶裥或宽 紧型弹性结构,通过将非弹性组分在附着之前折叠(如USP′512所述), 将弹性组分在附着前预拉伸或者将弹性组分在附着之后加热收缩。

加热收缩之后的回复性可以通过在制造过程中对本发明的弹性制 品进行高度取向来进一步增强。有效取向可以通过使用各种已知技术 来实现,如高发泡吹塑薄膜制造、流延薄膜的绷架拉幅以及″双泡″或″ 夹泡″吹塑薄膜制造。

本文公开的本发明的弹性制品还可以用于制作其它新的结构。例 如,US专利4,801,482(Goggans)公开了一种弹性片材(12),其现在可以 用本文描述的本发明的弹性制品来制作。

本文公开的本发明的弹性制品还可以用于制作透气性部分或透气 性弹性复合材料。例如,US专利5,085,654(Buell)公开了一种腿带(15), 其含有透气性部分45、透气性面片(26)、透气性背片(25)、弹性部件(31 和64)、透气性部件(54)和透气性小部件(96),其的所有或任何组合现在 可以用本文公开的可渗透或不可渗透形式的本发明的弹性制品来制 造。

US专利5,037,416(Allen等)描述了通过使用弹性丝带(组件12) 和弹性背片(组件16)形成配合面片的优点。本文描述的可渗透性的本 发明的弹性制品可以起组件12的作用并且本发明的不可渗透性的弹 性材料可以起组件16的作用,或者所公开的弹性材料可以弹性复合织 物的形式使用。

在US专利4,981,747(Morman)中,本文公开的本发明的弹性纤维 或织物可以替换其中,的弹性片材12、122和232,以便构造成含有两 面可用材料的复合弹性材料。

还可以使用本文公开的本发明的弹性制品制造弹性板条、部件、部 分或组件,并且可以用作,例如,US专利4,940,464(Van Gompel)中的 组件18、20、24和/或26。本文描述的本发明的弹性制品还可以用作, 例如,弹性复合面板(例如,层)或弹性丝带42和/或44。

以下实施例将进一步举例说明和阐明本发明,但其意图不是要将 本发明限制于所列出的具体实施方案。

实施例

在测定各种嵌段聚合物可纺性的实验中,几个不同的嵌段聚合物 是基本上氢化的。这些嵌段聚合物都是具有两个乙烯基芳族单体单元 嵌段和一个共轭二烯单体单元嵌段的三嵌段,并且表征为具有不同的 分子参数。

在本实验中还包括KRATON G 1652(对比例2),一种由Shell化学 公司提供的SBS三嵌段。KRATON产品是部分氢化的。即,仅其共轭 二烯单体单元嵌段是饱和的并且其乙烯基芳族单体单元嵌段(两个聚 苯乙烯嵌段)保留未变。在本实验中使用Instron Capillary流变仪将挤 出物丝束供料到可变速卷取辊中。流变仪模口的直径为1,000微米并 且L/D为20。将熔融温度设定为250-255℃并且出料速率保持在0.43 gm/min.,除非发生熔体断裂时,将熔融温度升至260℃并且将出料速 率降至0.14gm/min。本实验的目的是测定每个嵌段共聚物可达到的最 低可能的旦尼尔,并且收集样品纤维用于其它测试。表1给出了从各种 嵌段聚合物中获得的分子参数、低剪切平行板粘度和纤维纺丝结果。

                                表1     实施例     Mp   Mw   %PS   %1,2加     成 PS嵌段   Mw %共轭二 烯单元饱 和程度 %乙烯基 分子单元 饱和程度 0.1rad/s,190 ℃下的平行 板粘度(泊)   最小旦    尼尔     实施例1   62,550   62,820    30     46  10,360     100    >95     1.10E5    约20     对比例2     ND   50,000    30     ND     ND     100    <90     1.63E6    没有     实施例3   67,870   67,411   35.8    39.3  12,066     100    >95     4.48E5    约70     实施例4   81,310   80,940   32.2    39.6  13,030     100    >95     1.03E6   约200*     对比例5   81,620   81,247   37.0     39  15,030     100    >95     8.72E5   没有**     实施例6   64,315   64,254   32.0    41.3  10,280     100    >95     1.92E5    约20     对比例7  105,895   105,77     0   31.0     45  16,390     100    >95     4.16E6    没有 ND=没测。 纤维旦尼尔换算:20-25旦尼尔=60微米直径。 %PS和PS嵌段Mw在氢化步骤之前测定。 *出料速率调节至0.14gm/min,并且熔融温度调节至260℃,以补偿熔体断裂 **看得出可以在较高的熔融温度(例如260℃)下将适宜的纤维制造成形,尽管在本实验中没有尝试。

本发明的实施例1给出了杰出的纤维纺丝结果,最小旦尼尔为20, 相反,对比例2给出较差的结果。在0.3英寸/min(7.6mm/min.)的射 料杆速度(0.43g/min出料速率)下,对比例2出现熔体断裂。在0.1英 寸/min.(2.5mm/min.)Instron射料杆速度下,从模口中出来的丝束是 干净的并且没有可见的熔体断裂。虽然如此,由于纤维断裂,所有开始 纺线(spinline)的尝试均告失败,即使在非常低的卷取速度下。事实上, 纤维不可能被缓慢拉到卷取设备上而不使纺线断裂。因此,结论是使用 上述由纤维纺线方法由对比例2不能生产出小于250微米的纤维。

高分子量实施例,对比例5和7在250-255℃和0.43gm/min出料 速率下均不能被纺丝。事实上,对比例7在0.43gm/min、0.14gm/min 甚至0.04gm/min出料速率下出现了数次熔体断裂。从模口中出来的熔 体破坏丝束当用手拉时立刻断裂。相反,注意到本发明的实施例1 (62,820Mw和30wt%聚苯乙烯)在相似条件(0.43gm/min出料速率) 下被纺丝至最小20-25旦尼尔的纤维。

为在小于260℃的熔融温度下使用净嵌段聚合物组合物制造细旦 尼尔纤维,表1指出总分子量极限为小于或等于81,500并且三嵌段中 乙烯基芳族单体单元嵌段的分子量极限为小于或等于15,000。尽管如 此,据认为将蜡、聚烯烃、增塑剂、增粘剂、加工助剂或油共混到高分 子量基本上氢化的嵌段聚合物中会提供纤维可纺性或熔体压延性。即, 据信配制组合物应当具有良好的可纺性和/或熔体压延性。

在另一个实验中,使用Rheometrics RMS-800装置测定本发明实 施例1和对比例2的剪切流变性。本实验的数据示于图1。令人惊奇 地,本发明的实施例1比对比例2显出明显较低的低剪切粘度,尽管 本发明的实施例1具有基本上较高的分子量。据信,本发明实施例1 的明显较低的低剪切粘度可解释其杰出的可纺性。

在第三个实验中,比较本发明的具有117旦尼尔的实施例1与 DuPont化学公司出品的商标名称为Lycra*的140旦尼尔弹力纤维(对 比例8)的弹性性能。本实验包括在各种应变程度的五次循环后测定永 久变形率。为测定永久变形率,使用Instron张力仪测试本发明实施例 1和对比例8的2英寸(5.1cm)计量长度的样品。使用10英寸/分钟(25 cm/min.)的直角压出速度来提供5min-1的应变率。将各个样品拉伸至预 定的应变程度(即,对每次增量使用新的样品以100%的增量从100%拉 伸五倍延伸率至500%应变率)然后通过换向直角压出移动卸载,同时 在拉伸和卸载之间没有任何停留时间。在重复五次相同的过程之后(在 拉伸和卸载之间没有停留时间),给每个样品进行第六次的加载。将负 荷升高于零时的应变率记录为永久变形应变率。然后将该永久变形应 变率作为所加应变的函数绘制成图,得到图2。图2显示了本发明的实 施例1在五次变形过程后具有杰出的弹性回复性(低永久变形率),特别 是在较高的延伸率(应变率)下。

在第四个实验中,测定本发明实施例1和对比例2的粘附温度。通 过以下方法测定粘附温度。将两1英寸×2英寸×1/16英寸(2.5 cm×5.1cm×0.16cm)大小的聚合物板放入不同温度的烘箱中15min。 将两块板彼此粘合时的温度记录为粘附温度。本发明实施例1和对比 例的粘附温度分别为120℃和105℃。受益于高粘附温度的用途包括受 高干燥温度处理的织物中使用的弹性纤维、汽车内部部件和垫圈

在第五个实验中,测定本发明实施例1和对比例2的最大使用温 度。使用热力学分析仪器(Perkin-Elmer TMA 7系列)可方便地测定最大 使用温度。将每个嵌段聚合物的样品用1顿负荷以5℃/分钟扫描。 取TMA探针刺入样品中1mm时的温度作为样品的最大使用温度。本 实验的TMA探针穿刺数据示于图3。该数据表明本发明的实施例1比 对比例2具有更高的耐热性(即,具有更高的最大使用温度)。

在另一评价中,研究将嵌段聚合物与油进行配制的效果。在本实验 中,将白色矿物油(Witco 200加工油,Witco化学公司提供)分别与对 比嵌段聚合物2和与基本上氢化的三嵌段聚合物(本发明的实施例9)熔 融混料,其中,所说的基本上氢化的三嵌段聚合物(本发明的实施例9) 的特征在于Mp为65,900并且氢化之前含有32wt%聚苯乙烯并且其共 轭二烯单元(丁二烯)被100%氢化至而乙烯基芳族单元(苯乙烯)>99 wt%被氢化。向两种嵌段聚合物中添加12、24和36wt%的油并且对所 得的配制体系以及净嵌段聚合物本身进行各种性能性能的测试,包括 极限拉伸强度、使用5-kg重量的200℃下的熔体流动速率,永久变形百 分率和应力松弛百分率。

按照ASTM D-638测定拉伸性能(极限拉伸强度和百分延伸率)。按 照ASTM D-1238测定熔体流动速率,条件200℃/5kg。按照ASTM D-2240测定肖氏A值。按照ASTM D-790测定模量。按照ASTM D-1003测定百分光雾值。使用Instron 1123张力仪测定百分应力松弛 和永久变形率数据。在此测定中(基于ASTM D 4649-87,附录A13),将 样品以1in/min的直角压出速度拉伸至200%延伸率并且保持30秒进 行应力松弛测定。然后,以10in./min将直角压出返回(卸载),60秒后测 定永久变形率。收集一次和两次完整过程的数据。

表2显示了各种配制体系的名称和性能测试结果。图4是各个实 施例熔体流动速率和极限拉伸强度之间的相互关系图,显示了本发明 组合物(本发明的实施例9)和本发明配制体系(本发明的实施例10-12) 的出人意料的结果。本发明的组合物和本发明的配制体系显出杰出的 强度至加工性能。

在另一个评价中,研究将基本上氢化的嵌段聚合物和部分氢化的 嵌段聚合物共混到乙烯聚合物中的效果。表3列出了本评价中所研究 过的各种共混物,并且包括嵌段聚合物的wt%和实施例名称。乙烯聚合 物是由Dupont-Dow Elastomers以名称ENGAGETM EG8200提供的基本 上线性的乙烯共聚体。此评价中还包括Lycra作为对照物。按上述的五 次循环过程测试各种共混物和对照样品的百分延伸率和百分永久变形 应变率,不同之处是用100%至400%的应变率代替100%至500%。在 本评价中,除了测试用的Lycr是140旦尼尔,其它测试使用的是70旦 尼尔纤维。使用上述的毛细管流变仪制作每个样品的70旦尼尔纤维。 注意,40wt.%Kraton G1652的纤维不能被纺丝。

图5-7显示了本共混物评价的结果。由这些图的结果中计算的重量 增加百分比说明在200%-300%应变率下,含有大于或等于40wt%基 本上氢化的嵌段聚合物的乙烯聚合物共混物意想不到地显出比从重量 增加百分比计算中能够预料到的结果更好的弹性。而且大于或等于40 wt%时的弹性改进程度比从部分氢化嵌段聚合物的较低共混量中或等 同共混量中能够预料到的结果更好。

                                      表2 实施例 嵌段聚合 物 油wt% MFR(g/10min) 肖氏A 极限拉伸 (psi)(kg/cm2) 300%模量 (psi)(kg/cm2) 百分延伸率 第1次循环 过程的百分 永久变形率 第1次循环 过程的百分 应力松弛率 第2次循环 过程的百分 永久变形率 第2次循环 过程的百分 应力松弛率 实施例9 实施例9     0     4.5   81.5  5,979(420)   1,194(84)     450 实施例10 实施例9     12     26.3   57.0     5154     (362)     646     (45)     583      6     8.7     8.5     5.8 实施例     11 实验实施   例9     24     124.2   54.0     3674     (258)     395     (28)     700     7.8     8.2     10.6     5.2 实施例     12 实施例9     36     512.2   52.5     474     (33)     227     (16)     881     15.2     10.7     22.5     7.2 对比例2 对比例2     0     0.9   78.8  5,651(397)   1,003(71)     481 对比例     13 对比例2     12     5.3   59.5     4608     (324)     704     (50)     606     8.1     8.3     8.8     6.3 对比例     14 对比例2     24     30.6   56.5     2465     (173)     459     (32)     694     6.3     6.9     7.4     5.3 对比例     15 对比例2     36     157.4   52.6     1307     (92)     355     (25)     706     6.9     7.4     9.2     5.3

                                表3     实施例     SHBPwt%     EG8200wt%  PHBPwt%     实施例9     100         0     0     实施例16     60        40     0     实施例17     40        60     0     实施例18     20        80     0     对比例20     0       100     0     对比例21*     0         0     0     对比例22#     0        80     20     对比例23**     0        80     20     对比例24#     0        60     40 *对比例21是Lycra并且与对比例8相同 SHBP=基本上氢化的嵌段聚合物(即,本发明的实施例9) PHBP=部分氢化的嵌段聚合物 #部分氢化的嵌段聚合物是Kraton G1657,Shell化学公司出品 **部分氢化的嵌段聚合物是Kraton G1652,Shell化学公司出品

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