[发明专利]一种部分氢化苯乙烯-b-共轭二烯/二乙烯苯无规共聚物及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种部分氢化苯乙烯‑b‑共轭二烯/二乙烯苯无规共聚物及其制备方法和应用，该聚合物材料由结构式为S_x‑b‑(I_y/B_z‑D_g)的聚合物部分氢化得到，其中，S_x为苯乙烯均聚嵌段，I_y/B_z‑D_g为共轭二烯和二乙烯基苯无规共聚嵌段。该聚合物材料具有机械性能好、抗老化性强、耐热性能好、压缩变形低、持续抗张时间长，且具有可供硫化双键，长链枝化、宽分子量分布等优点，特别适合用于户外使用的窗用密封材料。

技术领域

本发明涉及一种弹性体，特别涉及一种部分氢化氢化苯乙烯-b-共轭二烯/二乙烯苯无规共聚物及其制备方法，还涉及其作为密封材料的应用，属于合成橡胶及弹性体领域。

背景技术

传统的氢化聚苯乙烯-共轭二烯共聚物是由苯乙烯与共轭二烯在丁基锂引发、定向聚合合成嵌段型的聚合物，共聚物分子构造可以是线型或星型，其主要用于热塑性弹性体及其它塑胶材料。如嵌段型聚苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体SBS氢化后为SEBS，聚苯乙烯-异戊二烯共聚物氢化后为SEPS。这类现有的氢化弹性体或共聚物的制备是采用完全性催化加氢来制备的，其催化体系有茂系或镍系两种方法，氢化后的聚合物中共轭二烯单元中的双键完全氢化，聚合物中的二烯单元的氢化度高达98％以上。

聚苯乙烯-共轭二烯嵌段聚合物分子中二烯单元完全氢化后，聚合物分子中无双键，因而不能采用硫黄-促进剂体系或在过氧化物作用下加工、硫化交联成型，完全氢化后的聚苯乙烯-共轭二烯嵌段聚合物与聚烯烃(如聚丙烯PP)共混挤出后制品体现热塑性弹性体的行为，呈现出定伸应力低，永久变形大。从宏观来看，PP与SEBS似互容的；从微观分析，PP与SEBS是不能完全性相容的，其原因为PP与SEBS分子间介面存在相分离，二者在长应力作用下，PP与SEBS相面发生剥离而断裂。

即使现有的SEBS或SEPS等生胶如果控制其加氢度，即保留二烯单元分子中含有一定量的双键，该类聚合物仍体现出热塑性弹性体的行为。另外，此类聚合物分子量分布指数是十分窄的(Mw/Mn1.1)，聚合物在低温下无非牛顿力学的流动行为，根本不能进行低温混炼、填充(填料、硫化助剂等)及挤出成形，只能在高温下塑化混炼和填充，这将会导致聚合物在没有成型之前，聚合物分子中的双键因硫化交联失去流动性而无法进行后续的加工成型。

传统的BR、ESBR、NR、溶聚丁苯胶和SIBR等聚合物中分子中无饱和的乙基或异丙基单元，再加上这类聚合物生胶强度低、熔体弹性或熔体强度相对也较低，不具备弹性体生胶的行为，其外观又呈现为块状，聚合物挺性低、冷流大，没有乙丙橡胶(生胶)呈现出的高挺性或粒状行为，此类聚合物虽然能用硫黄-促进剂体系进行加工和硫化，但混炼后在挤出成型后因冷流大而体现出尺寸不稳定，即混炼胶只能在模具中热压间断性成型，不能连续硫化或连续性操作，不适宜大规模连续性生产；另外，硫化后的制品仍含有大量的双键，因而其耐热、抗老化和耐溶剂性能差，均不具备三元乙丙橡胶的加工行为和体现出来的综合物理化学性能。

如市售的BR、ESBR、NR、溶聚丁苯橡苯胶Sloprene1205及(王妮妮等，锡偶联型充油苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物的合成[J]，合成橡胶工业，2010,33(6))中介绍了采用四氯化锡偶联苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚物的方法，这种溶聚SIBR没有经过氢化，聚合物单体单元均为无规分布。这类生胶为块状、不能制成粒状、无强度、冷流大，混炼胶在用硫黄硫化时间较长，没有完全硫化的注塑成型的制品体现出尺寸稳定性差，不适合窗用密封条等户外制品的加工工艺的要求。