[发明专利]一种苯乙烯-丁二烯共聚物及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种苯乙烯-丁二烯共聚物及其制备方法和应用。更具体的说，本发明通过对聚苯乙烯链段、聚丁二烯链段的排列方式的调整，得到聚丁二烯链段能自由活动的苯乙烯-丁二烯共聚物及该共聚物的聚合方法，以及该共聚物的应用，用于制备高光泽高抗冲击聚苯乙烯。

背景技术

高抗冲聚苯乙烯为在苯乙烯单体内加入合成橡胶，进行游离基聚合，制得的化学接枝型高抗冲聚苯乙烯。其中所使用的合成橡胶主要为聚丁二烯橡胶，分为低顺式聚丁二烯橡胶和高顺式聚丁二烯橡胶。采用聚丁二烯橡胶改性的聚苯乙烯的冲击强度大大增加，但是在聚苯乙烯冲击强度提高的同时，产品的光泽大大下降。为了既提高聚苯乙烯的冲击强度，又能保留聚苯乙烯的高光泽，人们作了很多的研究。

北京燕化CN 1031406公开了一种适用于制备高抗冲击性聚苯乙烯的高顺式1，4-聚丁二烯及其制备方法。采用镍-铝-硼催化剂体系，此发明制备的产品聚丁二烯顺式-1，4结构含量≥93％，25℃ 5％苯乙烯粘度为50-139mpa.s，苯乙烯不溶物含量小于0.03％。此发明的高顺式1，4-聚丁二烯用于制备高抗冲聚苯乙烯，所制得的高抗冲聚苯乙烯冲击强度高，对制品的光泽性略有改善。

北京燕化CN 1289551C公开了一种1，3丁二烯的聚合方法，它包含在间歇聚合体系下，采用烷基锂作引发剂，在含有极性调节剂的饱和烃溶剂中，通过两步引发生成不同分子量及分布的均聚物，再以四官能团路易斯酸为偶联剂，偶联制备出宽分子量分布的低顺式聚丁二烯。其显著特点在于加宽了分子量分布，改善了橡胶5％苯乙烯胶液的色度，用于聚苯乙烯树脂改性，明显改善高抗冲聚苯乙烯的光泽度。此发明的聚丁二烯橡胶用于改性聚苯乙烯，光泽度有所提高，但是光泽度不超过50。

苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，由于含有聚苯乙烯嵌段，与聚苯乙烯能的相溶度非常高，这样可生产粒径小于1μm的产品，使改性后的聚苯乙烯具有高光泽和高抗冲击性能。

传统嵌段SBS分子组成由聚苯乙烯链段(S)-聚丁二烯链段(B)-聚苯乙烯链段(S)这三节链段相嵌而成，PS链段作为物理交联点，限制了SBS的行动能力，使得在增韧HIPS过程中易于形成交联聚合物，形成超大分子。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种苯乙烯-丁二烯共聚物，此共聚物的5％苯乙烯溶液粘度低，用于制备高光泽高抗冲击聚苯乙烯时，能提高聚苯乙烯的光泽度和冲击性能。

本发明的另一个目的是提供本发明的线形结构的苯乙烯-丁二烯共聚物的制备方法，降低共聚物的5％苯乙烯溶液粘度。

本发明的再一个目的是提供本发明的星形结构的苯乙烯-丁二烯共聚物的制备方法，降低共聚物的5％苯乙烯溶液粘度，并提高共聚物的偶合度和偶合效率。

本发明的最后一个目的是提供本发明的苯乙烯-丁二烯共聚物的应用，用于制备高光泽高抗冲击性聚苯乙烯HIPS。

本发明的技术方案构思如下：

传统的聚苯乙烯链段(S)-聚丁二烯链段(B)-聚苯乙烯链段(S)SBS分子由于PS链段作为物理交联点，限制了SBS的行动能力，因此原有SBS产品由于5％苯乙烯溶液粘度高，在制备高抗冲击聚苯乙烯时易发生交联，作为聚苯乙烯的增韧橡胶时，冲击强度有所提高，但光泽度不超过50。为了降低苯乙烯-丁二烯共聚物的5％苯乙烯溶液粘度，必须对苯乙烯-丁二烯共聚物的结构做一些调整，解除PS链段的物理交联，使得聚丁二烯链段能自由活动。且此共聚物适合在原有的SBS装置上生产。本发明人广泛而深入的研究了苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的不同结构，研制出一种苯乙烯-丁二烯共聚物，通过对这种苯乙烯-丁二烯共聚物结构的设计，使之能够用于制作高光泽高抗冲击聚苯乙烯，此结构的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的5％苯乙烯溶液粘度低，有利于高光泽高抗冲击聚苯乙烯的聚合过程，在制备高光泽高抗冲击聚苯乙烯时呈自由状态，能在聚苯乙烯中自由流动，有利于保持聚苯乙烯的光泽度，并能大大提高聚苯乙烯的物理力学性能，尤其是冲击性能。

本发明中，“高抗冲击”的标准是：ISO 180准备测试聚苯乙烯样条的冲击强度达到9-15kJ/m²。所述“高抗冲击”是指聚苯乙烯中加入2-15％质量分数本发明的苯乙烯-丁二烯共聚物后，冲击强度不仅满足“高抗冲击”的标准，而且得到大大提高。

本发明中，所述“高光泽”是指本发明的苯乙烯-丁二烯共聚物制得的HIPS颗粒尺寸小，有很好的光泽性。具体的，“高光泽”的标准是：ASTM D2457测试聚苯乙烯样条光泽度达到50以上。