[发明专利]用于聚苯乙烯的金属共聚单体的制备

说明书

相关申请的交叉参考

本申请涉及2007年10月31日提交的美国专利第7,601,788号，该申请是2006年12月13日提交的美国专利第7,309,740号的继续申请，所述美国专利第7,309,740号是2005年1月26日提交的美国专利第7,179,873号的分案，上述这些申请的标题都为“支化离聚物”，都通过参考纳入本文。

领域

本发明一般涉及聚苯乙烯共聚物的制备，尤其是含金属共聚单体的离聚物。

背景

通用聚苯乙烯(GPPS)由苯乙烯制备的聚合物，苯乙烯是一种可由芳族烃(例如来自石油的芳族烃)生产的乙烯基芳族单体。GPPS可用于各种应用中，例如用作用具的外壳，模塑成玩具或器具，或者膨胀产生发泡苯乙烯。在大部分情况中，GPPS是硬而脆的塑料，但是，使用共聚单体可以改变其物理性质。例如，离子共聚单体可改变聚合物的性质，例如熔体流动速率、熔体强度、多分散性和玻璃化转变温度。

金属丙烯酸盐是可用于生产聚苯乙烯支化离聚物的离子共聚单体。例如，二甲基丙烯酸锌(ZnDMA)是本领域众所周知可用于聚苯乙烯生产的离子共聚单体。使用制备的ZnDMA有若干缺点。ZnDMA价格昂贵。ZnDMA粉末颗粒的直径往往小于10微米，导致在运输到反应容器的过程中由于尘埃的原因引起吸入危害。另外，ZnDMA不容易溶于苯乙烯。很难将预先形成的ZnDMA共聚单体的浆液进料到反应器中；ZnDMA可能无法很好地悬浮，在进料中浓度的一致性成问题。可能发生熔体指数的浮动。在反应容器中，由于这些极性化合物表面上的静电累积，在混合过程中可能发生甲基丙烯酸盐颗粒粘附在容器表面上的现象，导致凝胶形成和反应器结垢。其它金属丙烯酸盐用作聚苯乙烯的离子共聚单体时，也可能存在与ZnDMA类似的问题。

利用各种参数诸如反应条件、使用的共聚单体的类型和/或数量，可以生产符合很多终端应用要求的苯乙烯类共聚物组合物。因此，人们一直需要用于生产具有改进性质的苯乙烯类共聚物的组合物和方法。

发明概述

本文揭示的是一种原位制备金属共聚单体的方法，该方法包括：使金属共聚单体的化学前体在至少一个含苯乙烯单体的反应容器中接触；生产包含与苯乙烯单体形成溶液的金属共聚单体的产物。原位生产的金属共聚单体可以是金属丙烯酸盐。原位生产的金属共聚单体可以通过使金属络合物与丙烯酸盐前体(例如丙烯酸)接触来制备。

金属络合物可选自下组：包含烷基、芳基、烷氧基、酰胺或它们的组合的有机金属化合物；能与丙烯酸发生不可逆反应的有机金属化合物；能释放出比其原始丙烯酸弱的共轭酸的材料；具有化学通式MR_n、M(OR₄)_n和M(NR₅R₆)_n的化合物，其中n是金属形式氧化态，R、R₄、R₅和R₆各自独立地是烷基、芳基、取代的烷基、取代的芳基、它们的衍生物或组合；非均配(non-homoleptic)醇盐和酰胺络合物；以及它们的组合。金属络合物中的金属可选自下组：元素周期表的主族金属，元素周期表第3-12族的金属，以及它们的组合。金属络合物选自下组：二丁基镁(MgBu₂)、三乙基铝(AlEt₃)、四苄基锆Zn(CH₂Ph₄)]、Mg(OEt)₂、Al(OⁱPr)₃、Ti(OBu)₄、Ti(NEt₂)₄、Zr(OPh)_n(OBu)_4-n、Ti(OBu)_n(NEt₂)_4-n、Zn(CH₂Ph)₂(OPh)₂、Mg(Et)₂、Mg(BuEt)、Mg(n-Hex)、Al(Me)₃、Al(iPr)₃或它们的组合。

丙烯酸盐前体化合物可以是丙烯酸。丙烯酸具有以下通式：