[发明专利]一种含反应性基团的接枝共聚物及其应用

说明书

本发明公开一种含反应性基团的接枝共聚物及其应用。所述接枝共聚物为含反应性基团和高分子共聚物侧链的一类聚合物，主要由20wt%~99wt%含碳碳双键的单体A、0.5wt%~40wt%含反应性基团的不饱和单体B、0.5wt%~40wt%含碳碳双键的高分子聚合物C通过自由基聚合共聚而成。制备过程为：首先利用自由基共聚得到高分子聚合物D，然后利用基团之间的反应制备含碳碳双键的高分子聚合物C；最后将获得的高分子聚合物C与单体A、单体B进行自由基共聚，干燥脱挥后获得含反应性基团的接枝共聚物。本发明含反应性基团的接枝共聚物可以作为共混聚合物和玻纤增强材料的增容剂以及聚合物的扩链剂。

技术领域

本发明涉及接枝共聚物的合成与应用领域，具体涉及一种含反应性基团的丙烯酸酯接枝共聚物及其应用。

背景技术

增容剂是指利用物理或化学的手段，促使不相容的共混体系结合在一起，进而得到稳定共混体系的助剂。对于共混体系来说，由于各组分之间在化学结构、极性、分子量（粘度）和结晶度上的差异造成相分离，导致共混体系的性能很差。因此，增容剂是高水平共混改性产品的基石。特别是在目前原材料和改性料市场中，企业的生产配方和工艺流程大多公开化、透明化，增容剂的添加则成为材料改性生产商和竞争对手差异化的关键所在。

对于体系中含有反应性基团的共混体系，常常使用反应型增容剂。常见的反应型增容剂多为接枝型聚合物，这类接枝型聚合物多采用熔融反应挤出的方法，在聚合物分子链上接枝功能性基团，获得接枝反应型增容剂，生产工艺较简单。尽管这一类增容剂能一定程度上解决共混体系相容性的问题，但由于工艺限制，品种单一，接枝率低。

为了实现对增容剂结构和接枝率的有效控制，杜邦公司早在1973的发明专利US3723570中就采用共聚的方法制备乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯（PTW）三元共聚物增容剂。在此基础上，中国专利CN 101851321 B采用悬浮聚合的工艺，制备了三元共聚物增容剂苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯（SAG）增容剂，通过该方法可以控制环氧基团的含量，获得高接枝率的增容剂产品，环氧的接枝率可以高达10%。由于体系中含有苯乙烯与丙烯腈单元，因此该增容剂特别适用于ABS类合金体系。与其他增容剂相比，该增容剂能有效提高ABS与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）合金的相容性（CN 102181122 A）和聚碳酸酯与ABS合金的热稳定性（CN 104877326 A）。

以上增容剂的结构多为线型反应型增容剂，在实际应用中，高接枝率的反应性基团含量可以提高与其中一相的相容性，但是与另一相态往往只能依靠分子链间的缠绕，作用力较弱。而通过调节增容剂结构，在保证反应性基团接枝率的同时，在其主链上引入与另一相态热力学相容的高分子链段，可以有效的提高分子链间的缠绕和两相间的相容性。中国专利CN 103421154 A公开了一种含反应性基团的梳型接枝共聚物及其制备方法和应用。该专利通过在聚合物侧链上引入聚丙烯酸酯均聚物链段，采用自由基共聚的方法，获得了高接枝率的梳型聚合物。与商品化的增容剂相比，该增容剂能有效提高PET/ABS合金的模量、断裂伸长率、屈服强度和拉伸强度等，比相同接枝率的线型增容剂具有更高更好的增容效率（WY Dong, HT Wang, MF He, et al. Synthesis of Reactive Comb Polymers andTheir Applications as a Highly Efficient Compatibilizer in Immiscible PolymerBlends [J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2015, 54: 2081-2089）。该发明专利获得的梳型接枝共聚物还具有扩链作用。尽管如此，该专利中增容剂侧链的聚合物链段主要为甲基丙烯酸酯类或丙烯酸酯类单体的均聚物，在实际应用中侧链与另一相态往往不能很好的相容。同时增容剂侧链上单一的均聚物具有特定的极性和溶解度参数，一定程度上也限制了其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于针对现有共混体系增容技术的不足，提供一种新型高效的含反应性基团的接枝共聚物。