[發明專利]一種異戊二烯-苯乙烯星型共聚物及其制備方法

無效

• 申請號: 201210123859.2
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN103374109A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 史工昌;董靜;康安福;王鋒;龔光碧;崔英;宋同江;張華強;楊綺波;陶惠平;梁滔;陳建剛;懷惠珍;周漫;史蓉;王琦
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08F297/04
• 分類號: C08F297/04;C08F2/38;C08F8/42
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 張茵

技術領域

本發明涉及一種含無規漸變段的異戊二烯-苯乙烯星型共聚物及其制備方法，所合成的聚合物特點是高硬度、高耐磨、彈性好的星型高苯乙烯橡膠。

背景技術

異戊二烯和苯乙烯組成的共聚物，結合苯乙烯一般為23～30％，若結合苯乙烯含量高，得到的共聚物塑性較大；反之，則共聚物的彈性較大。通常把分子結構中苯乙烯結合量在45％～70％之間的共聚物稱為高苯乙烯橡膠，結合苯乙烯量在70％以上者稱為高苯乙烯樹脂。由于高苯乙烯橡膠的結合苯乙烯量較高，因此其物性不同于通用型丁苯橡膠。高苯乙烯橡膠一般很少單獨使用，在與多種合成橡膠或天然橡膠并用時，能夠提高橡膠制品的剛性、硬度、耐磨性、抗撕裂性、介電性等性能，可廣泛應用于輪胎工業、制鞋工業、印刷工業及其它工業，也可用于合成塑料的改性，而倍受重視。

CN1271740A公開的“高苯乙烯橡膠的生產方法”，其產品高苯乙烯樹脂是一種橡塑產品，作為彈性體的補強劑，可與除丁基橡膠外的各種合成橡膠，天然橡膠并用，改善橡膠的拉伸強度，撕裂強度，提高橡膠的硬度，耐磨性和電絕緣性，用于制造高硬度，相對密度小的制品，高苯乙烯樹脂乳液由丁二烯、苯乙烯經乳液聚合而得，將其與SBR-1502膠乳按結合苯乙烯含量要求進行共凝聚、脫水、造粒。該產品具有硬度高，門尼粘度大等優點，該發明的生產技術操作，容易控制。CN1544522A所述“高苯乙烯橡膠的制備方法”是以高苯乙烯樹脂和高苯乙烯膠乳摻混生產制得。專利以脂肪酸皂、松香酸皂、烷基硫酸鹽、苯基磺酸鹽等為乳化劑，以過氧化物為引發劑，以硫醇為調節劑，加入常用的電解質，在40～80℃下，使5～25％的丁二烯與75～95％的苯乙烯乳液共聚，在5～12h內，轉化率＞98.5％的條件下制備了高苯乙烯樹脂；再用上述方法合成的高苯乙烯樹脂乳液，與含苯乙烯23.5±1％的SBR-1502膠乳或SBR-1500膠乳摻混、共凝聚，制備成高苯乙烯橡膠。具有反應時間短，容易控制，產品質量穩定，能耗低等顯著特點。CN1865301A報道了一種以苯乙烯和丁二烯為單體，加入水相、活化相、分子量調節劑、去離子水、加入引發劑引發聚合反應，聚合生成SBR乳液或高苯乙烯樹脂乳液，采用常溫乳液多級聚合的方式補加單體和分子量調節劑，繼續反應，直接合成高苯乙烯橡膠乳液，乳液經凝聚、干燥制得高苯乙烯橡膠。CN1224733A公布了一種“接枝共混型高苯乙烯橡膠及其制造方法”，該發明采用廢聚苯乙烯泡沫和丁苯橡膠或順丁橡膠為主要原料，在交聯劑、引發劑等作用下共混接枝，形成高苯乙烯橡膠，具有成本低、改善環境污染，制造工藝簡單等優點。

從檢索結果看，國內外生產高苯乙烯橡膠都采用丁二烯和苯乙烯單體進行反應，都未采用過異戊二烯和苯乙烯單體進行反應。異戊二烯結構單元與天然橡膠的結構單元很相似，使用異戊二烯單體合成聚合物可以使產品的性能及用途與天然膠的特點更接近，在應用中可以部分或者完全替代需要共混的天然橡膠。并且現有技術中大多采用膠乳共凝聚技術，雖然這種工藝過程能夠得到性能較好的高苯乙烯橡膠，但該法存在的主要問題是：首先在工藝上，需要先分別合成SBR-1500或SBR-1502膠乳和高苯乙烯樹脂乳液，將分析合格的兩種乳液按一定比例再進行混合，然后經凝聚干燥得到高苯乙烯橡膠，其工藝流程相對較長需要兩次水相、油相、引發劑的配制及脫氣等合成工序；其次在生產成本上，由于合成SBR-1500或SBR-1502膠乳單體轉化率僅70％，未反應單體占30％，且這部分單體在中小規模的生產裝置中難以回收，導致生產成本較高且聚合反應過程所需的設備、輔助原料、人員、時間、能源相對較多；另外在生產周期上，由于高苯乙烯樹脂乳液的合成溫度為高溫聚合，聚合釜內結構凝膠較多，所用的聚合釜通常生產10批次需要進行一次清釜作業，因此設備利用率較低。