[发明专利]一步法合成苯乙烯/N-苯基马来酰亚胺/马来酸酐三元共聚物的方法

说明书

技术领域

本发明属高分子耐热抗击改性剂技术领域，涉及一种共聚物的制备方法，尤其涉 及一步法合成苯乙烯/N-苯基马来酰亚胺/马来酸酐三元共聚物的方法。

背景技术

现有技术公开了高分子材料的耐热性是其性能的一个重要方面，酰亚胺类聚合物 以其优越的耐热性能而受到普遍关注。N-苯基马来酰亚胺作为其中一员，是近年来开 发的一种新型改善树脂耐热性的单体。苯乙烯/N-苯基马来酰亚胺/马来酸酐三元共聚 物(St/N-PMI/MAH)由于引入了N-苯基马来酰亚胺(N-PMI)和马来酸酐(MAH)，分子 链中酰亚胺环状结构增加，马来酸酐化学反应接枝功能团引入，聚合物的耐热性能得 到显著提高，并具有与聚酰胺类，聚苯乙烯类，PVC类等高分子材料熔融化学接枝能力， 是一种优良的耐热接枝改性剂。St/N-PMI/MAH共聚物是在塑料改性以及制备特种塑料 合金有着广阔的应用前景。

目前合成St/N-PMI/MAH共聚物主要采用本体稀释聚合的方式，存在如下不足与缺 陷：本体聚合过程中分子量增大，聚合粘度突然增大，聚合热难以通过聚合产物传递 到外部冷凝装置，反应控制复杂，即便采用滴加进料方式来改进聚合工艺，但由于滴 加的速度慢，滴加的时间过于长，因此本体聚合的产物结构组成波动很大，从而影响 了产物的物理性能。故，采用本体稀释方式制备St/N-PMI/MAH三元共聚物，造成设备 成本巨大，工艺复杂，极大影响了产物产量的扩大。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足，提供一种高N-苯基马来酰亚胺含量化学 接枝反应型相容剂及其制备方法，具体涉及一种采用溶液聚合、一步法合成苯乙烯/N- 苯基马来酰亚胺/马来酸酐三元共聚物(St/N-PMI/MAH)的方法。

具体而言，本发明采用溶剂聚合一次投料方法制备获得三元共聚物，涉及的耐热 抗冲击剂的化学结构是N-苯基马来酰亚胺、苯乙烯、马来酸酐的三元共聚物，所述三 元共聚物中N-苯基马来酰亚胺与苯乙烯的摩尔比为1∶1-1∶2，马来酸酐含量为 1.8％-2.6％，产物表现出单一玻璃化转变温度。本方法能解决现有技术的设备复杂， 工艺复杂，质量不稳定等合成问题。

本发明方法通过下述步骤，

在500ml四口反应釜分别装上导气管，回流冷凝装置，搅拌装置，温度计，先通入 氮气，吹出反应器中残留空气，将混合原料和高沸点溶剂加入，其中混合原料和溶剂 加入方式可以分为：先将混合原料在60-80℃常压下通过熔融搅拌形成均相混合液，本 发明的实例中，在压力101.3KPa搅拌40-60分钟充分溶解形成混合液，然后导入预热 的溶剂中聚合；或直接将混合原料和溶剂加入反应器，升温至60-80℃在氮气保护和 机械搅拌下，形成混合溶液，进行溶液聚合；加热升温至90-100℃下投入引发剂，升 温至120-150℃，保持压力不变，反应0.5-6小时，反应完成后，保持压力不变升温至 沸腾，蒸发掉溶剂，再冷却，过滤，干燥得到成品。

所述混合原料为苯乙烯、N-苯基马来酰亚胺和马来酸酐，其质量百分比组成为：N- 苯基马来酰亚胺25-50％；苯乙烯45-70％；马来酸酐1-5％。

所述的高沸点溶剂选自酮类，酰胺类，亚砜类以及苯类如环己酮，二甲基甲酰胺， 二甲苯，二甲基亚砜等。溶剂沸点大于120℃；溶剂的质量为混合原料质量的0.8-4 倍。

所述的引发剂可以是有机过氧化物或者偶氮类化合物，有机过氧化物包括有机过 氧化酮类，过氧化缩酮类，过氧化物，过氧化二烷基类，过氧化二丙烯酸类，过氧化 酯，过氧化二碳酸酯类。如过氧化邻(对)苯二甲酸二丁酯，过氧化苯甲酰。偶氮类 有机化合物有偶氮二环己基甲腈，偶氮二异丁腈，偶氮二异庚腈。所述引发剂用量占 混合液总质量的0.01％-2％。

本发明中，每100g混合原料中，引发剂用量为0.1-2g、溶剂用量80-400g。