[發明專利]一種含有極性苯乙烯嵌段的熱塑彈性體及其制備方法

有效

• 申請號: 201310027910.4
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN103087279A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 趙忠夫;白雪;張春慶;李戰勝;胡雁鳴
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C08F297/04
• 分類號: C08F297/04;C08F8/42;C08G65/26;C08F287/00;C09J151/00;C09J171/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明屬于壓敏膠領域，涉及一種含有極性苯乙烯嵌段的熱塑彈性體及其制備方法。

背景技術

SBC作為一類重要的彈性體材料具有獨特的分子結構，其中間二烯烴嵌段提供一定的粘彈性，兩端聚苯乙烯（PS）嵌段則起到分子間化學補強或物理交聯的作用。在常溫下，PS嵌段可形成物理交聯點，使分子之間形成網狀結構，能夠有效約束中間分子鏈，使得SBC具有較好的橡膠彈性；在高溫下，這種約束就會消失，使得SBC表現出良好的熱塑性；因此，SBC聚合物是一類可進行熔融加工的彈性體材料，具有廣泛的應用。

SBC用于膠黏劑時具有高固體物質含量、快干、耐低溫的特點。SBC按嵌段成分可分為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SIS）以及它們相應的加氫產物。由于目前SIS和SBS都是通過陰離子聚合的方法得到的，很難在聚合過程中直接引入極性分子，使得它們與極性材料的粘附性能較差，限制了SBC為基質的壓敏膠的應用。

為了提高SBC的極性，科研人員主要采用引入極性官能團和接枝極性支鏈的方法。利用SBC分子中碳碳雙鍵進行環氧化反應是較成熟的極性改性方法之一，環氧化后的SBC極性增加，內聚強度提高，可以克服SBC為基質的膠黏劑對極性材料粘結效果不理想的缺點。然而通過此種方法引入的極性基團使得原本柔順的二烯烴鏈段的活動性降低而限制高分子鏈段的運動，提高了二烯烴嵌段的玻璃化轉變溫度。中國專利CN1528798A提供了一種馬來酸酐接枝SBS溶劑熱合成方法，在高壓釜中放入SBS、馬來酸酐、引發劑和共單體，得到了在共軛二烯烴鏈段上接枝馬來酸酐支鏈的SBS，類似的還有本體接枝改性。這些方法將使用大量有毒溶劑，會對環境造成污染并且將產生對雙鍵的消耗，使得SBC類聚合物的粘附性能降低，因而影響了該類聚合物在膠黏劑行業的應用。

本發明采用陰離子聚合的方法合成了一種PS嵌段中含有極性支鏈苯乙烯系熱塑彈性體。該熱塑彈性體的苯乙烯嵌段中含有可鋰化單元，在不影響中間二烯烴嵌段結構的情況下，通過鋰化反應在苯乙烯嵌段上引入陰離子聚合的活性點，加入極性單體，在非極性的分子鏈上引入了極性支鏈。極性支鏈的引入使熱塑彈性體極性增加，克服了以此為基質的膠黏劑對極性材料粘結效果不理想的缺點。

發明內容

本發明目的是采用陰離子聚合的方法，合成PS嵌段中含有極性支鏈的熱塑彈性體。

本發明所制備的一種含有極性苯乙烯嵌段的熱塑彈性體，它是以線型苯乙烯類熱塑彈性體聚合物為主鏈，苯乙烯嵌段具有極性支鏈的聚合物，其結構式為式（1）所示：

其主鏈的數均分子量為8×10⁴～12×10⁴；末端苯乙烯嵌段含有可鋰化單元，可鋰化單元與苯乙烯單元的摩爾比為1/99～30/70；丁二烯或異戊二烯為中間共軛二烯烴嵌段，末端苯乙烯嵌段與中間共軛二烯嵌段的質量比為20/80～40/60；苯乙烯嵌段中極性支鏈的數均分子量為5×10²～1×10⁴；其苯乙烯嵌段中可鋰化單元具有如下式（2）所示的結構，R為含有1~4碳的烷基，烯丙基。

上述的PS嵌段中含有極性支鏈的熱塑彈性體的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：采用偶聯法制備線型苯乙烯類熱塑彈性體；首先向反應器中加入苯乙烯/可鋰化單體的混合物溶液，再加入有機鋰引發劑，聚合反應1～6小時；聚合溫度為30～70℃；繼續加入共軛二烯類單體進行聚合；然后加入偶聯劑進行偶聯反應；引發劑與偶聯劑的摩爾比為1:0.5～1；偶聯反應1～6小時，偶聯反應溫度為30～100℃；最后經凝聚、干燥后得到線型苯乙烯類熱塑彈性體；

步驟二：向線型苯乙烯類熱塑彈性體聚合物溶液中，加入鋰化試劑，鋰化促進劑，對線型苯乙烯類熱塑彈性體進行鋰化反應；然后將溶液洗滌至ph為中性，再加入該溶劑進行下一步反應。

步驟三：向步驟二所生成的合成體系中加入極性單體，進行側鏈的鏈增長反應。