[发明专利]抗冲击透明的乙烯基芳烃和共轭二烯烃线性非对称嵌段共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的嵌段共聚物，具体而言涉及由乙烯基芳烃和共轭二烯烃形成的线性非对称嵌段共聚物及其制备方法。

技术背景

嵌段共聚物的制备是众所周知的。在具有代表性的合成方法中，利用有机锂引发剂化合物引发一种单体的聚合，直到消耗完所有单体，得到活性均聚物(第一聚合物)；向该活性第一聚合物中加入化学上与第一单体不同的第二种单体，第一聚合物的活性端作为继续聚合的点，从而将第二单体以不同的嵌段结合到线性聚合物上。生长的嵌段聚合物直到封端之前都是活性的，封端将嵌段共聚物的活性端转变为不增长的物质，因而使聚合物对单体或者偶联剂不具有反应性，这样封端的聚合物通常称作二嵌段共聚物。如果聚合物没有封端，那么活性嵌段共聚物能够与其他单体反应形成顺序的线性多嵌段共聚物，或者活性嵌段共聚物与通常称作偶联剂的多官能团试剂接触，将两个活性链端连接起来形成具有两倍于起始的活性两嵌段共聚物分子量的线性三嵌段共聚物。连接两个以上的活性二嵌段共聚物区得到具有至少三个臂的星形嵌段共聚物结构。关于由苯乙烯和丁二烯制成的线性ABA嵌段共聚物的第一批专利之一是美国专利US3,149,182。北京燕山石油化工公司研究院的科研人员采用分步加料的聚合方法，合成了多种嵌段共聚物，如中国专利CN1350012、CN1350013、CN 1350014、CN1350015和CN1263117等。

依据对最终性能的要求，现有技术公开了多种嵌段共聚物的合成方法。如美国专利US4,054,616采用单体分两步或者三步加入的方式，以如有机锂类路易斯碱作为引发剂，制备了一种嵌段共聚物，其具有良好的透光性和优异的物理性能。在美国专利US4,054,616公开的嵌段共聚物制备方法中，第一步加入部分乙烯基芳烃(S1重量份)和共轭二烯烃(B1重量份)单体聚合，聚合完全后，第二步继续加入部分乙烯基芳烃单体(S2重量份)，待反应完全后再加入剩余的乙烯基芳烃(S3重量份)和共轭二烯烃(B3重量份)单体，其中各种单体的加料重量比如下：

S1+S2+S3＝90-65(重量份)

B1+B3＝10-35(重量份)

S1/B1＝0.2-3.0

S3/B3＝0.2-3.0

S2/(S1+S2+S3)＝0.35-0.90。

美国专利US4,122,134公开了一种以有机锂作为引发剂，在烃类溶剂中乙烯基芳烃和共轭二烯烃共聚形成的嵌段共聚物。在此得到的嵌段共聚物为三嵌段，即乙烯基芳烃均聚段、乙烯基芳烃和共轭二烯烃无规共聚段、二烯烃的均聚段。该嵌段共聚物是透明的，并且具有良好的物理性能，可用于制备片材、板材和不同形态的制品。从分子结构上分析，该嵌段共聚物分子结构为S-S/B-B。

GB1436812公开了一种嵌段共聚物制备方法，其采用三步法制备三嵌段共聚物，即首先是乙烯基芳烃的均聚，然后是乙烯基芳烃和共轭二烯烃无规共聚，最后是剩余的乙烯基芳烃的均聚。在得到的三嵌段共聚物中总乙烯基芳烃和共轭二烯烃比例为95∶5到60∶40，第二步中乙烯基芳烃和共轭二烯烃的比例为5∶95到80∶20，较优的范围为15∶85到70∶30；在此并不特别限定起始端和末端乙烯基芳烃的比例，但是两端重量比例为0.1∶1到10∶1性能较佳。由GB1436812的技术方案得到的嵌段共聚物具有S-S/B-S的分子结构。

不容质疑，开发满足性能要求的新型嵌段共聚物、进一步优化合成工艺，一直是业内关注和努力的方向。

发明内容

基于上述现有技术状况，本发明的发明人对乙烯基芳烃和共轭二烯烃嵌段共聚物的透光率和抗冲击强度进行了广泛深入的研究。研究发现，一种特定的乙烯基芳烃(S1)-共轭二烯烃(B1)-共轭二烯烃/乙烯基芳烃(B2/S2)-乙烯基芳烃(S3)嵌段共聚物，该嵌段共聚物具有优异的抗冲击性能和断裂伸长率，同时透光率并没有被显著削弱，仍旧处于可接受的范围之内，因而其用于增韧其材料时，可有效降低材料的用量。

本发明的目的在于提供一种新型的基于乙烯基芳烃和共轭二烯烃的嵌段共聚物，该共聚物具有优异的抗冲击性能，断裂伸长率，同时其透光率并没有被显著削弱，仍旧处于可接受的范围之内。

本发明的再一目的在于提供所述嵌段共聚物的制备方法

具体而言，本发明一方面提供了一种新型的基于乙烯基芳烃和共轭二烯烃的嵌段共聚物，该嵌段共聚物具有如下结构：

乙烯基芳烃(S1)-共轭二烯烃(B1)-共轭二烯烃/乙烯基芳烃(B2/S2)-乙烯基芳烃(S3)，