[发明专利]甲基苯乙烯-甲基丙烯酸酯-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物扩链剂及其制备方法

说明书

本发明公开了甲基苯乙烯‑甲基丙烯酸酯‑丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物扩链剂及其制备方法。以质量份数计，制备方法是将40～60份丙烯酸缩水甘油酯类、30～50份甲基丙烯酸酯类、1～10份α‑甲基苯乙烯三种单体加入到反应器中，加入有机溶剂、引发剂和链转移剂，搅拌均匀后，升温反应，降至室温，得共聚物溶液；将所得共聚物溶液滴加至甲醇或乙醇中，产生粉末状沉淀，静置过滤，干燥得目标产物。与现有环氧类扩链剂相比，本发明扩链剂反应活性高，扩链增粘效果更好，添加1.0wt％可使PA6的平衡扭矩增至7.2N·m，MFR降至8.3g/10min，具有较高粘度的同时仍保持良好的加工性能，并能同时起到增强增韧的效果。

技术领域

本发明涉及一种甲基苯乙烯-甲基丙烯酸酯-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物扩链剂及其制备方法，具体地说，涉及一种重均分子量为4.0×10³～6.0×10³，多分散系数为1.4～1.7的甲基苯乙烯-甲基丙烯酸酯-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物及其制备方法，该共聚物可用于增加聚酰胺、聚酯等高分子材料的粘度和分子量，具有扩链功能。

背景技术

丙烯酸缩水甘油酯类含有可以进行自由基聚合的碳碳双键以及可与羟基、羧基、氨基等反应的环氧基团，其与乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等单体共聚形成的聚合物被广泛用作高分子材料改性助剂。特别是，共聚物中丙烯酸缩水甘油酯结构单元上的环氧基可与聚酰胺、聚酯等聚合物大分子链末端基团反应，形成“架桥”，将大分子链连接起来从而提高分子量和黏度，起到很好的扩链作用。

含有丙烯酸缩水甘油酯结构单元的共聚物是重要的扩链剂种类，广州鹿山新材料有限公司的发明专利(CN103755853 A)公开了一种环氧类齐聚物扩链剂，该技术将苯乙烯、丙烯酸甘油酯类、丙烯酸类、水、乳化剂、引发剂、链转移剂混合均匀后一次性加入反应釜中，在120～150℃反应1-2h，经过滤、洗涤、烘干后得到。

佳易容聚合物(上海)有限公司的发明专利(CN111499789A)公开了一种无溶剂型增粘扩链剂及其制备方法与应用，制备方法是将芳香族乙烯基单体、丙烯酸酯系单体、引发剂与水混合后，加热聚合，经双螺杆二次反应造粒，制备无溶剂型增粘扩链剂；该技术环氧官能化扩链剂可应用于回收的聚酯结构材料，以及可应用于具有聚酯结构的生物基和生物可降解塑料分子链的修补、增长。制备的扩链剂重均分子量达3.0×10⁴～1.5×10⁵。

但以上两个专利技术均采用芳香族乙烯类为主单体，质量百分数为50％以上，而丙烯酸甘油酯类单体仅占20％左右，这样分子链上环氧官能团密度低，扩链效果有限。

目前已上市的环氧类聚合物扩链剂为BASF的Joncryl ADR系列，其中JoncrylADR4370 牌号获得较多应用，其重均分子量为6.8×10³。由于该扩链剂分子量仍然较大，添加量通常需1.0％以上，其扩链效果还不尽人意，有待提高。扩链剂的分子量对其扩链效果有很大影响，分子量降低可以提升扩链效果，此外，增加分子链上环氧官能团的密度也能增加扩链效果。因此，降低含有丙烯酸缩水甘油酯结构单元共聚物的分子量，以及增加丙烯酸缩水甘油酯结构单元的分数对于发挥共聚物的扩链作用意义重大。

发明内容

针对现有丙烯酸甘油酯类聚合物扩链剂分子量较大、环氧官能团密度较低，以致扩链效果不佳、用量大的缺点，本发明提供一种分子量低、环氧官能团密度高、扩链效果优异的甲基苯乙烯-甲基丙烯酸酯-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物扩链剂及其制备方法。