一种苯乙烯/二烯烃类嵌段共聚物反应挤出聚合方法技术

技术编号:4180468 阅读:212 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种苯乙烯/二烯烃类嵌段共聚物反应挤出聚合方法,将苯乙烯类单体、引发剂、苯乙烯类单体/二烯烃混合单体、极性调节剂、偶联剂以及助剂分别送入螺杆挤出机的不同螺段进行聚合,即可获得不同类型的苯乙烯类嵌段共聚物。与现有技术相比,本发明专利技术以螺杆挤出机为反应器直接对单体进行本体嵌段聚合,具有效率高、能耗小、成本低、污染极低、生产连续、无需溶剂回收、设备投资极低等优越性,同时通过添加适当的极性调节剂,抑制高温本体聚合产生的凝胶副反应,使生产过程顺利进行,所得产物的透明性和力学性能等十分优越。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种共聚物的反应挤出聚合法,尤其是涉及一种苯乙烯/ 二烯烃类嵌段共聚物反应挤出聚合方法。
技术介绍
苯乙烯/二烯烃类嵌段共聚物是一种重要的高分子聚合物,广泛的应用于家电, 建筑,汽车部件,沥青改性,粘合剂,包装等多个领域。 目前应用比较多的苯乙烯/ 二烯烃类嵌段共聚物有苯乙烯_ 丁二烯_苯乙烯嵌段 共聚物(SBS),苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS),苯乙烯-丁二烯无规共聚物 (SB),苯乙烯/共轭二烯烃多嵌段共聚物(嵌段数为5-9), K树脂,甲基丙烯酸甲酯-丁二 烯-苯乙烯共聚物(MBS)等。 但是,目前国内外工业上聚合苯乙烯/二烯烃类嵌段共聚物采用的方法除MBS 为乳液聚合外,均采用以反应釜为聚合反应器的阴离子溶液聚合方式,例如美国专利 US3078254披露的采用两步偶联法合成SBS的生产工艺路线,美国专利US3198774采用的三 步加料法合成SBS的生产工艺路线,美国专利US3957913采用的多官能度引发剂合成星形 苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物的工艺方法等,均是采用阴离子溶液聚合的方法。通常在溶液 聚合工艺中,溶剂的用量是聚合物质量的5-20倍,这意味着增加了大量的溶剂分离、提纯、 回收等后续工作,不仅增加了设备投资和能耗,还面临着持续增大的来自环境保护方面的 压力。这种传统的能耗高,环保压力大,成本高,工艺冗长的溶液聚合路线,使苯乙烯/ 二烯 烃类嵌段共聚物的生产成本一直居高不下,从而限制了苯乙烯/ 二烯烃类嵌段共聚物广泛 的应用。 华东理工大学学报(自然科学版),2004,30(3) :280-283 ;2008,34(5) :670-674 ; 高分子学报,2006, (3) :437-442 ;2007,9 :790-795 ;高等学校化学工程学报,2008, 22 (2): 234-239 ;2009,23(2) :333-338 ;高分子材料科学与工程,2008, 24 (11) :141-144 ;2009, 25(3) :42-45 ;功能高分子学报,2007, (19-20) :399-404 ;公开的专利技术专利CN 1587288A ; CN 1587292A ;CN1644597虽然采用反应挤出方法本体合成苯乙烯/ 丁二烯多嵌段或纳米尺 度嵌段的共聚物,却不能按照需求合成不同结构的共聚物。更为重要的是,在温度较高的反 应挤出聚合条件下,产物中参与聚合的二烯烃极易产生凝胶,严重破坏了产品的性能。已公 开的资料均未给出解决方法,使该类共聚物采用本体反应挤出聚合的技术,难以得到实用。 本专利技术在上述我们公开技术的基础上,进一步创立了形成各类不同分子结构的聚 合方法。并且通过添加适当极性调节剂的技术,完全抑制了在温度较高的反应挤出聚合条 件下,产物中参与聚合的二烯烃极易产生凝胶,从而严重破坏了产品性能的弊病,使聚合过 程顺利进行,所得产物的透明性和力学性能均极为优良。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种效率高、成本低、污染少、生产连续的苯乙烯/ 二烯烃类嵌段共聚物反应挤出聚合方法。 本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现 —种苯乙烯/二烯烃类嵌段共聚物反应挤出聚合方法,其特征在于,该方法包括 以下步骤将苯乙烯类单体、引发剂、苯乙烯类单体/二烯烃混合单体、极性调节剂、偶联剂 以及助剂分别送入螺杆挤出机的不同螺段进行聚合,即可获得不同类型的苯乙烯类嵌段共 聚物。 所述的苯乙烯类单体包括苯乙烯、二苯基乙烯、二乙烯基苯、a-甲基苯乙烯、 a-乙基苯乙烯、a-异丙基苯乙烯或卤代苯乙烯中的一种或几种,所述的二烯烃包括l,3- 丁二烯、1 , 2-丁二烯、1 , 3-异戊二烯、环戊二烯或双环戊二烯中的一种或几种,所述的苯 乙烯类单体/ 二烯烃混合单体中苯乙烯类单体的重量份含量为0-1, 二烯烃混合单体的重 量份为0. 05-30 ; 所述的引发剂包括单官能引发剂ao、双官能引发剂a2)或多官能引发剂an) 中的一种或几种的混合物,所述的单官能引发剂a1)包括有机碱金属或碱土金属、稀土金属引发剂体系或路易斯酸引发剂体系,所述的有机碱金属或碱土金属的通式为RMe、 ROMe、 RMeX或RnMe中的一种,R为烷基、脂环基、烯基、烯丙基、节基或芳基中的一种,Me为碱金属 或碱土金属,X为卤素,所述的稀土金属引发剂体系为NdY-Mg (n-Bu) 2_HMPA三组分弓|发剂体 系,NdY为主引发剂,Y为磷酸二 (2-乙基己)酯,HMPA为六甲基磷酰胺,Mg(n-Bu)2为助弓l 发剂正丁基镁,并添加三乙基铝,添加量以Mg/Al的摩尔比计为2-10, HMPA/Mg的摩尔比为 0. 3-4.0,助引发剂与主引发剂的摩尔比为5-35,所述的路易斯酸引发剂体系包括三氯化 铝、三溴化铝、二氯乙基铝、二氯丙基铝、二氯戊基铝、倍半乙基氯化铝、倍半丙基氯化铝、倍 半丁基氯化铝、倍半戊基氯化铝、一氯二乙基铝、一氯二丙基铝、一氯二丁基铝、一氯二戊基 铝、四氯化钛、四氯化锡、三氟化硼或三溴化硼,路易斯酸引发体系所使用的稀释剂为烷基 卤化物;所述的双官能引发剂(I2)为双官能团有机锂引发剂、碱金属或碱土金属-多环芳 烃复合引发剂体系,所述的双官能团有机锂引发剂为LiR' Li或Li(DO)nR' (D0)n Li, R'为 碳原子数为4-10的烷基,(DO)n是碳原子数为4-8的一种共轭二烯烃均聚物或者几种共轭 二烯烃的共聚物,所述的碱金属或碱土金属-多环芳烃复合引发剂体系包括萘钠、萘锂或 a -甲基萘锂;所述的多官能引发剂(In)包括(Li)nR"或(LiR")J,其中R"为碳原子数为4- 20的烷烃基或芳烃基,T为Sn、Si、Pb、Ti或Ge金属元素,n为引发剂官能度,n为3-150,各类引发剂的加入量为 各类单体的总摩尔当量引发剂总摩尔当::聚合物的设计分子量 所述的极性调节剂包括醚类、胺类、烃氧基金属、烷基金属、冠醚或穴醚,所述的 醚类包括乙醚、苯甲醚、二氧六环(DOX)、二縮三乙二醇二甲醚、三縮四乙二醇二甲醚、四氢 呋喃、二甲氧基乙烷(DME)、l,4-二氧苯双环辛烷(DABCO) 、2, 2-双-(4, 4, 6-三 甲基-l,3-二氧六环)(DIDIOX),所述的胺类包括四甲基乙二胺(TMEDA)、三乙胺、五甲 基二乙撑三胺(PMDETA)、六甲基磷酰三胺(HMPTA),所述的烃氧基金属包括特丁氧基锂 (t-BuOLi)、叔丁氧基钾(t-BuOK)、叔丁氧基纳(t-BuONa)、酚锂、萘酚锂,所述的烷基金属 包括三乙基铝(Et3Al),所述的冠醚或穴醚包括18-冠-6冠醚、二苯并-14-冠-4、四酰胺6杯-4-氮杂冠醚或茚满酮型苯并-15-冠-5,极性调节剂的摩尔数与引发剂的摩尔当量比为0. 1-20 ; 所述的偶联剂包括双官能偶联剂(C2)或多官能偶联剂(Cn),所述的双官能偶联剂 (C2)包括双卤代烃、二氯化锡、二氯化锌或二卤硅烷偶联剂,所述的多官能偶联剂(Cn)包括 多卤代烃、四氯化锡、四氯化硅、四氯化锌或多卤硅烷偶联剂,偶联剂与单官能引发剂的摩 尔比为0. 1-0. 9 ; 所述的助剂包括抗氧剂及抗紫外剂,所述的抗氧剂包括市售抗本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种苯乙烯/二烯烃类嵌段共聚物反应挤出聚合方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:将苯乙烯类单体、引发剂、苯乙烯类单体/二烯烃混合单体、极性调节剂、偶联剂以及助剂分别送入螺杆挤出机的不同螺段进行聚合,即可获得不同类型的苯乙烯类嵌段共聚物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:郑安呐蒋锂管涌危大福代文胡福增王书忠
申请(专利权)人:华东理工大学
类型:发明
国别省市:31[中国|上海]

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