[发明专利]一种含有极性苯乙烯嵌段的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，涉及一种含有极性苯乙烯嵌段的热塑弹性体及其制备方法。

背景技术

SBC作为一类重要的弹性体材料具有独特的分子结构，其中间二烯烃嵌段提供一定的粘弹性，两端聚苯乙烯（PS）嵌段则起到分子间化学补强或物理交联的作用。在常温下，PS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，具有广泛的应用。

SBC用于胶黏剂时具有高固体物质含量、快干、耐低温的特点。SBC按嵌段成分可分为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SIS）以及它们相应的加氢产物。由于目前SIS和SBS都是通过阴离子聚合的方法得到的，很难在聚合过程中直接引入极性分子，使得它们与极性材料的粘附性能较差，限制了SBC为基质的压敏胶的应用。

为了提高SBC的极性，科研人员主要采用引入极性官能团和接枝极性支链的方法。利用SBC分子中碳碳双键进行环氧化反应是较成熟的极性改性方法之一，环氧化后的SBC极性增加，内聚强度提高，可以克服SBC为基质的胶黏剂对极性材料粘结效果不理想的缺点。然而通过此种方法引入的极性基团使得原本柔顺的二烯烃链段的活动性降低而限制高分子链段的运动，提高了二烯烃嵌段的玻璃化转变温度。中国专利CN1528798A提供了一种马来酸酐接枝SBS溶剂热合成方法，在高压釜中放入SBS、马来酸酐、引发剂和共单体，得到了在共轭二烯烃链段上接枝马来酸酐支链的SBS，类似的还有本体接枝改性。这些方法将使用大量有毒溶剂，会对环境造成污染并且将产生对双键的消耗，使得SBC类聚合物的粘附性能降低，因而影响了该类聚合物在胶黏剂行业的应用。

本发明采用阴离子聚合的方法合成了一种PS嵌段中含有极性支链苯乙烯系热塑弹性体。该热塑弹性体的苯乙烯嵌段中含有可锂化单元，在不影响中间二烯烃嵌段结构的情况下，通过锂化反应在苯乙烯嵌段上引入阴离子聚合的活性点，加入极性单体，在非极性的分子链上引入了极性支链。极性支链的引入使热塑弹性体极性增加，克服了以此为基质的胶黏剂对极性材料粘结效果不理想的缺点。

发明内容

本发明目的是采用阴离子聚合的方法，合成PS嵌段中含有极性支链的热塑弹性体。

本发明所制备的一种含有极性苯乙烯嵌段的热塑弹性体，它是以线型苯乙烯类热塑弹性体聚合物为主链，苯乙烯嵌段具有极性支链的聚合物，其结构式为式（1）所示：

其主链的数均分子量为8×10⁴～12×10⁴；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20/80～40/60；苯乙烯嵌段中极性支链的数均分子量为5×10²～1×10⁴；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PS嵌段中含有极性支链的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极性单体，进行侧链的链增长反应。