[发明专利]加氢型苯乙烯类热塑性弹性体及其合成方法和应用

说明书

本发明涉及一种加氢型苯乙烯类热塑性弹性体及其制备方法和用途，所述材料是由苯乙烯‑异戊二烯‑苯乙烯三嵌段共聚物加氢得到的。本发明的加氢型苯乙烯类热塑性弹性体具有特定含量的加氢后的式(I)所示重复单元的结构，这样的弹性体与聚丙烯有很好的相容性，适用于粘结剂、密封剂、涂料、类橡胶化合物(可代替硫化橡胶)、塑料改性剂、相容剂、热固性树脂改性剂以及不饱和聚酯沥青改性剂的防缩剂等领域中。

技术领域

本发明属于热塑性弹性体材料，特别是涉及加氢型苯乙烯类热塑性弹性体及其合成方法和应用。

背景技术

热塑性弹性体(Thermoplastic elastomers，TPEs)是一种高分子之间通过物理网状交联形成的材料，其特点是高温下可以像塑料一样加工塑化，而成品在常温下却可以作为橡胶弹性体使用。苯乙烯类热塑性弹性体是最早被发现并被工业化的热塑性弹性体，也是当今应用最广泛的弹性体产品之一，主要包括以苯乙烯和异戊二烯合成的嵌段共聚物(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，简称SIS)、以苯乙烯和丁二烯合成的嵌段共聚物(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，简称SBS)以及它们的加氢产品SEPS、SEBS等。20世纪80年代，Kuraray公司首先对SIS进行加氢处理，开发了SIS系列氢化产物(含SEPS和SEP等六种)，牌号为SIS经过选择加氢后可大大提高其耐热、抗氧或臭氧、耐紫外线照射等氧化或交联反应降解的性能，同时提高产品的使用温度，改进了耐候性能、耐酸碱等化学性能以及耐磨性和柔韧性。SIS的氢化材料既有非氢化产品的热塑性，又有常温下橡胶的高弹性，在高温下表现出了树脂的流动性，可以直接加工成型。所述氢化材料的上述性能使其在实际应用中远远高于普通的线型和星型SIS。目前SIS的氢化产物SEPS的商品主要有Shell公司Kraton G系列产品及日本Kuraray公司的SEPTON系列产品。加氢型苯乙烯类热塑性弹性体材料主要应用于粘结剂、密封剂、涂料、类橡胶化合物(可代替硫化橡胶)、塑料改性剂、相容剂、热固性树脂改性剂以及不饱和聚酯沥青改性剂的防缩剂等领域中。

在苯乙烯类热塑性弹性体系列中，SEBS和SEPS是两种性能良好、成本低廉的加氢型苯乙烯类热塑性弹性体，其结构的两端一般是分子量为1-2万的聚苯乙烯、中间段一般是分子量为3-10万的乙烯/丁烯-1共聚物或分子量为3-10万的乙烯/丙烯共聚物。由于聚苯乙烯和烯烃共聚物的溶解度参数差比较大，故通常加氢型苯乙烯类热塑性弹性体的熔融指数比较小，加工困难。为了适应不同的用途，对聚合物分子结构的设计是必要的。对于SEBS系列，Shell化学公司从高分子设计角度出发，用阴离子聚合技术在SEBS弹性网络上以化学键连上两个聚异戊二烯(PI)链，并将这种新产品SEBIS定名为Kraton GRP-6919。在SEBIS中，SEBS占分子量64％，PI占36％。对于SEPS系列，目前关于其改性的报道还较少。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种异戊二烯聚合物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)及它们的加氢产物(SIS的加氢产物为一种加氢型苯乙烯类热塑性弹性体)。

本发明的目的之二是提供上述加氢型苯乙烯类热塑性弹性体的制备方法。

本发明的目的之三是提供上述加氢型苯乙烯类热塑性弹性体的应用。

为了实现上述目的，本发明提供一种异戊二烯聚合物，记为P1，其包括式(I)和式(II)所示的重复单元：

其中，式(I)所示的重复单元占式(I)和式(II)所示重复单元总和的15-80mol％。

根据本发明，式(I)所示的重复单元占式(I)和式(II)所示重复单元总和的20-70mol％，进一步优选25-65mol％。

根据本发明，所述异戊二烯聚合物采用GPC测定的数均分子量为2-25万。

本发明进一步提供一种聚合物，记为P2，为上述异戊二烯聚合物的全加氢产物。