[发明专利]α-甲基苯乙烯/苯乙烯共聚物的阳离子聚合方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物制备工艺领域，具体涉及一种α-甲基苯乙烯/苯乙烯共聚物的阳离子聚合方法。 

背景技术

α-甲基苯乙烯和苯乙烯共聚树脂在涂料、胶黏剂、合成橡胶、密封胶、堵缝剂中广泛用作为增粘剂、软化剂、湿润剂、填充剂，具有良好的热稳定性、相容性和溶解性，同时还具有组分单一、无溶剂、低气味、色浅等优点，故在化工行业的各个领域应用前景非常广阔，具有很大的市场发展空间。 

国内外对苯乙烯与α-甲基苯乙烯共聚合的研究报道较少。目前公开文献表明对a-甲基苯乙烯/苯乙烯共聚的研究主要在于自由基共聚和阴离子共聚，但这些方法制得的a-甲基苯乙烯/苯乙烯共聚物的分子量一般较大，反应效率偏低，很少作为橡胶添加剂使用。而要获得低分子量的苯乙烯与α-甲基苯乙烯的共聚物，则采用阳离子共聚，但是存在反应条件苛刻，工艺复杂，难控制等问题，如美国专利US4113801，Copolymers of alpha-methylstyrene and styreneand uses thereof的合成方法，是以BF₃气体作为引发剂，且单体在使用前还需精制，此外，按照该方法合成的苯乙烯与α-甲基苯乙烯共聚物的软化点虽能合格，但α-甲基苯乙烯含量、分子量等要求却不能达到。 

现有技术中，作为轮胎功能助剂使用的α-甲基苯乙烯-苯乙烯共聚树脂的合成方法主要存在的问题包括：合成的α-甲基苯乙烯/苯乙烯共聚物，分子量大小及分布、软化点、玻璃化温度等这些指标难以同时符合；α-甲基苯乙烯/苯乙烯共聚物的组成和序列分布难以控制；引发剂的活性与分子量以及反应效率难以达到平衡，例如，引发剂活性高，则反应效率高且分子量也高；反之，引发剂活性低，则反应效率低且分子量也低；原料单体在使用前需要精制，且聚合反应的重复性和稳定性不好。 

发明内容

本发明克服现有技术的上述缺陷，提供了一种α-甲基苯乙烯/苯乙烯共聚物的阳离子聚合方法，该聚合方法制备得到的α-甲基苯乙烯/苯乙烯共聚物的分子量低，有较高软化点和玻璃化温度，反应产率和效率也较高，可用作橡胶助剂。 

本发明提供了一种如式(I)所示的α-甲基苯乙烯/苯乙烯共聚物的阳离子聚合方法， 式(I) 

其中，n＝1～9；m＝1～9； 

所述阳离子聚合方法包括如下步骤： 

(1)在聚合容器中加入α-甲基苯乙烯单体和苯乙烯单体，使两者混合均匀；其中，α-甲基苯乙烯单体和苯乙烯单体的摩尔比为0.3～5； 

(2)将引发剂加入有机溶剂中，配制成引发剂溶液；所述引发剂为Lewis酸、醇类化合物、质子酸、或醚类化合物之任意一种； 

(3)将所述引发剂溶液加入至步骤(1)得到的混合液中发生聚合反应，得到所述α-甲基苯乙烯/苯乙烯共聚物。 

本发明聚合方法中，制备得到的所述α-甲基苯乙烯/苯乙烯共聚物中，所述α-甲基苯乙烯的摩尔含量为30％-70％，数均分子量为200-800，软化点温度为80-100℃，Mw/Mn为1.5/1-3/1，玻璃化温度为30-50℃。所述α-甲基苯乙烯/苯乙烯共聚物特别适用于作为轮胎助剂添加到胎面胶中，可提高胎面抓着力和耐磨性能，同时有具备增粘剂和软化剂的作用。 

本发明聚合方法中，在所述步骤(1)中，在所述α-甲基苯乙烯单体和所述苯乙烯单体配合反应开始5～30min之后再连续补加α-甲基苯乙烯单体。即采用半连续加料法，先将α-甲基苯乙烯单体和苯乙烯单体按一定比例配合，反应开始后2-5min左右再连续补加α-甲基苯乙烯单体。优选地，反应开始时先加的α-甲基苯乙烯单体和补加的α-甲基苯乙烯单体的摩尔比例为0.3～5∶1。 

本发明中，聚合容器是反应瓶、聚合釜等反应容器。 

本发明中所用的原料α-甲基苯乙烯单体和苯乙烯单体，均为工业级产品，可直接使用，不需要预先精制，工艺简便；在原料中微量的水、酚类等极性物质的存在对本发明聚合反应影响非常小。 

其中，所述有机溶剂为卤代烃、脂肪烃或芳香烃；其与所述α-甲基苯乙烯单体和苯乙烯单体的总单体的摩尔比为0.3～5-1。优选地，所述有机溶剂为极性低、沸点高的芳香烃溶剂，例如，甲苯、二甲苯、环己烷、正己烷。