[发明专利]一种高分子量苯乙烯/二烯烃/苯乙烯热塑弹性体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于压敏胶领域，涉及一种高分子量苯乙烯系压敏胶基质即苯乙烯系热塑弹性体聚合物（SBC）及其制备方法。

背景技术

SBC基压敏胶的应用加工特性依赖于SBC独特的分子结构。在SBC分子链中，中间二烯烃嵌段提供一定的粘弹性，两端苯乙烯嵌段则起到分子间化学补强或物理交联的作用。在常温下，苯乙烯嵌段可形成物理交联点，使分子之间形成网状结构，能够有效约束中间分子链，使得SBC具有较好的橡胶弹性；在高温下，这种约束就会消失，使得SBC表现出良好的热塑性；因此，SBC聚合物是一类可进行熔融加工的弹性体材料，在热熔压敏胶领域具有广泛应用。

与低分子量SBC相比，高分子量SBC在制备各类压敏胶时具有使用量少，压敏胶更为柔软且对压力更为敏感的优势，但是目前市售SBC相对分子量均在十万左右，而且苯乙烯嵌段的质量含量在15~40%之间。如果进一步增加线型SBC分子量，势必相应增加苯乙烯嵌段分子量，过长的苯乙烯嵌段将降低压敏胶的粘附性能；即使能通过同时增加线性分子链中苯乙烯嵌段和中间嵌段的相对分子质量而获得较高分子量SBC，但长的分子链将会导致过高的熔融黏度，给SBC的加工带来困难。伯斯蒂克公司的专利CN101622323A，公开了一种生产高苯乙烯SBS热熔粘合剂的方法，它是主要由苯乙烯树脂与线性SBS共聚物组成，其中共聚物中苯乙烯的含量大约为35重量%，这种组合的胶黏剂具有高水平的蠕变性能、高的粘结强度、以及相对较低的粘度的特点。

美国专利US5866659-A公开了通过配位聚合得到含有可锂化单元的立构规整性的聚合物，通过将对可锂化单元进行功能化，在化学性质稳定的分子链上引入了官能团或接枝上了长链。

针对现有技术的发展，本发明采用活性阴离子偶联技术制备一种高分子量苯乙烯/二烯烃/苯乙烯热塑弹性体聚合物。本发明可根据不同的性能要求，调整相应的主链、支链结构，制备一种高分子量苯乙烯系热塑弹性，本发明所述弹性体的主链数均分子量为15×10⁴～30×10⁴，其中共轭二烯烃嵌段分子量大，可提供良好的粘附性能，同时通过苯乙烯嵌段中的苯乙烯侧链来保证该弹性体仍具有热塑性的性质，得到了一种对压力更敏感，粘附性能更强压敏胶基质。

发明内容

本发明目的是采用阴离子聚合的方法，合成一种高分子量的苯乙烯/二烯烃/苯乙烯热塑弹性体聚合物，其苯乙烯嵌段含有可锂化单元，通过锂化反应在苯乙烯嵌段上引入阴离子聚合的活性点，利用生成的活性点进一步聚合形成苯乙烯支链，通过调整苯乙烯相分子量及组成，获得不同结构性能的SBC聚合物。

本发明所制备的高分子量苯乙烯/二烯烃/苯乙烯热塑弹性体，它是以线型苯乙烯类热塑弹性体聚合物为主链，苯乙烯嵌段具有苯乙烯支链的聚合物，其结构式为式（1）所示：

其主链的数均分子量为15×10⁴～30×10⁴；末端苯乙烯嵌段含有可锂化单元，可锂化单元与苯乙烯单元的摩尔比为1/99～30/70；丁二烯或异戊二烯为中间共轭二烯烃嵌段，末端苯乙烯嵌段与中间共轭二烯嵌段的质量比为10/90～40/60；苯乙烯嵌段中苯乙烯支链的数均分子量为5×10²～2×10⁴；其苯乙烯嵌段中可锂化单元具有如下式（2）所示的结构，R为含有1~4碳的烷基，烯丙基。

上述的高分子量苯乙烯/二烯烃/苯乙烯热塑弹性体的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：采用偶联法制备线型苯乙烯类热塑弹性体；首先向反应器中加入苯乙烯/可锂化单体的混合物的溶液，再加入有机锂引发剂，聚合反应1～6小时；聚合温度为30～70℃；继续加入共轭二烯类单体进行聚合；然后加入偶联剂进行偶联反应；引发剂与偶联剂的摩尔比为1:0.5～1；偶联反应1～6小时，偶联反应温度为30～100℃；最后经凝聚、干燥后得到线型苯乙烯类热塑弹性体；

步骤二：向线型苯乙烯类热塑弹性体聚合物溶液中，加入锂化试剂，锂化促进剂，对线型苯乙烯类热塑弹性体进行锂化反应；然后将溶液洗涤至ph为中性，再加入该溶剂进行下一步反应；

步骤三：向步骤二所生成的合成体系中加入苯乙烯单体进行接枝反应，接枝反应时间为0.5～10小时，接枝反应温度为20～70℃，合成高分子量苯乙烯/二烯烃/苯乙烯热塑性弹性体聚合物；