[發明專利]可溶于苯乙烯的離子共聚單體的合成

無效

• 申請號: 200980153762.2
• 申請日: 2009-12-21
• 公開（公告）號: CN102271501A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: O·卡巴舍斯庫;S·庫珀
• 申請（專利權）人: 弗納技術股份有限公司
• 主分類號: A01N25/10
• 分類號: A01N25/10;C08L25/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 王穎

相關申請的交叉引用

無

技術領域

本發明一般涉及聚合物化合物的生產，更具體涉及聚苯乙烯的生產。

背景技術

通用聚苯乙烯(GPPS)由苯乙烯制備，苯乙烯是一種可由芳族烴(例如來自石油的芳族烴)生產的乙烯基芳族單體。GPPS可用于各種應用中，例如用作用具的外殼，模塑成玩具或器具，或者膨脹產生發泡苯乙烯。在大部分情況中，GPPS是硬而脆的塑料，但是，使用共聚單體可以改變其物理性質，例如苯乙烯可以與聚丁二烯共聚，制得SBS聚合物。得到的SBS聚合物具有更類似于橡膠的性質，例如彈性和耐磨性。當使用共聚單體聚合時，其它聚合物也能發生物理性質的改變。例如，離子共聚單體可改變聚合物的性質，例如熔體流動速率、熔體強度、多分散性和玻璃化轉變溫度。

當使用離子共聚單體時，聚合物產物可稱為離聚物。離聚物是含有非離子重復單元和小部分離子重復單元的聚合物。通常，離子基團在聚合物中所占的比例小于15％。離子基團以隨意的間隔連接在聚合物主鏈上，可以可逆地互相結合，形成可逆交聯。這些可逆交聯可導致產物聚苯乙烯不那么脆，并且更耐磨。共聚物中的離子聚集體也會影響彎曲模量、拉伸強度、抗沖擊性、熔體強度、玻璃化轉變溫度和熔體粘度之類的性質。

不飽和羧酸鹽是一類可用作有效交聯劑的離子共聚單體。金屬甲基丙烯酸鹽是羧酸鹽的一個例子。可用作離聚交聯劑的一種金屬甲基丙烯酸鹽是二甲基丙烯酸鋅Zn(MA)₂。它是一種二價金屬，因此能與結合到聚苯乙烯鏈主鏈中的甲基丙烯酸鹽的離子化酸端形成兩個可逆的交聯鍵。鋅的缺點在于它在美國環境保護署(EPA)的有害金屬列表上，由于可能帶來的環境危害而需要特別的處理程序和監控。

其它可用作離聚交聯劑的金屬甲基丙烯酸鹽是基于鋯的化合物，例如甲基丙烯酸鋯Zr(MA)₄或二甲基丙烯酸氧鋯ZrO(MA)₂。鋯是相當豐富的元素，它不在EPA的有害金屬列表上，一些鋯前體可以比含鋅前體更低的價格購得。這些前體為粉末形式，材料的測量和操作很困難，并且不溶于苯乙烯。

鑒于以上內容，人們需要一種方法，用于由較便宜的前體原位制備甲基丙烯酸鋯化合物，該方法可與苯乙烯聚合聯用。

發明概述

本發明的實施方式一般包括一種由離子共聚單體的化學前體原位制備該離子共聚單體的方法，該離子共聚單體在苯乙烯單體的溶液中形成。該方法包括向含苯乙烯單體的反應容器中加入化學前體，通過攪拌和/或暴露于較高的溫度，使共聚單體形成并溶解在苯乙烯單體中，除去不要的副產物，用苯乙烯稀釋溶液，直到獲得可用于苯乙烯聚合的混合物。

在一個實施方式中，離子共聚單體是甲基丙烯酸鋯Zr(MA)₄或甲基丙烯酸氧鋯ZrO(MA)₂，或它們的組合。依據相同的實施方式，使用的化學前體是碳酸二羥基二氧二鋯ZrCO₃(OH)₂·ZrO2和甲基丙烯酸CH₂＝C(CH₃)-COOH。可以在鋯與甲基丙烯酸的摩爾比為1∶2-1∶6的前提下將前體加入苯乙烯單體中。1∶2的摩爾比通常導致甲基丙烯酸氧鋯的形成。1∶4的摩爾比通常導致甲基丙烯酸鋯的形成。1∶6的摩爾比通常導致甲基丙烯酸鋯和額外的兩摩爾當量的甲基丙烯酸的形成。因為鋯的配位數為6，大于其氧化值4，所以鋯能與額外的甲基丙烯酸形成配位絡合物。