[发明专利]一种长支化苯乙烯系热塑弹性体聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于热熔压敏胶技术领域，本发明涉及一种长支化苯乙烯系热塑弹性体聚合物及其制备方法。

背景技术

苯乙烯系热塑弹性体聚合物(SBC)，在常温下具有类似橡胶的力学及使用性能，加热时又能按热塑性塑料进行加工和回收，因而融合了塑料良好的加工性能及橡胶优异的使用性能。因而近年来，SBC获得了极为迅猛的发展，成为材料领域中重要的一族，其使用领域涉及到汽车、电子、建筑、工程及日常生活用品等多方面。工业上常见的SBC为线型三嵌段聚合物，根据中间弹性链段的不同，主要有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)及氢化的SBS(SEBS)、SIS(SEPS)等。由于中间柔性链性质不同，使得各种聚合物弹性体的使用性能、应用领域不尽相同，如SBS主要应用于制鞋、沥青改性、粘合剂、塑料改性等行业；SIS则多用于通用压敏胶带、日常卫生用品及医药辅助压敏胶等领域。

根据K.H.Nordsiek等提出的“集成橡胶”的概念：将不同的聚合物链段集于一体，由不同的链段提供不同的性能，最终使其各项综合性能达到最佳平衡(K.H.Nordsiek，The“integral rubber”concept-an approach to an ideal tire tread rubber，Kautschuk，Gummi Kunststoffe，1985，38(3)：178-185)。科研人员设想通过分子设计的手段将各种SBC聚合物综合到同一分子链上，用以制备综合性能优异的集成热塑弹性体聚合物。专利CN1153183A提出了一种采用双官能团阴离子引发剂，通过多次加料法制备线型苯乙烯、丁二烯、异戊二烯多嵌段共聚物的方法，将多种热塑弹性体聚合物分子链集成在同一线型分子链中，所得聚合物具有较优异的性能。但是该法的缺点是双官能团引发剂在制备过程中不宜精准控制，且多次加料过程中易引入杂质使活性链失活。线性的热塑性分子在加工使用时存在粘度高，熔体流动性差，熔体强度差等不足。专利CN 102295733A通过加入偶联剂制备了一种具有星型结构的三元嵌段共聚物，该种星型嵌段共聚物具有优异的抗湿滑性以及良好的综合物理机械性能。但由于在偶联中采用含氯的多官能团偶联剂，使聚合釜受到污染，要求聚合及后处理系统必须耐酸性腐蚀，对设备质量要求较高；胶液后处理中产生大量含酸污水，污染环境，卤元素残留在产品中，会影响产品的应用领域。

针对现有制备集成热塑弹性体聚合物及其制备方法所存在的缺陷，本发明设计通过环境友好型活性偶联方法，将长支链引入SBC聚合物的线型分子链中，制备出一类具有长支化结构的集成SBC热塑弹性体聚合物。通过长支链的引入，将多种热塑弹性体链段融合到同一分子中，可显著降低溶液和本体的粘度、提高聚合物熔体强度、强化聚合物拉伸硬化行为，有利于材料在拉伸流场中的加工成型。本发明采用活性偶联技术制备的长支化嵌段SBC聚合物具有明显的优势：主链和支链可以自由调整，支链分子量、结构及数目可精确控制，因而可根据不同的性能要求，调整相应的主链、支链结构等分子参数。

发明内容

本发明的目的是通过一种较为简便的环境友好型活性偶联方法，合成一类结构多样化、可调控性强的长支化集成SBC热塑弹性体聚合物。该聚合物在结构上为长支化型，即在线型SBC的主链上引入数量可控的长支链，支链为异戊二烯、丁二烯、苯乙烯的均聚物或共聚物。通过支链的引入，将聚丁二烯、聚异戊二烯等多种聚合物链与线型SBC链融合到同一分子链中，实现多种不同功能聚合物在分子水平上的共混，以达到各类聚合物之间的优势互补。

本发明的另一目的是提供这一类长支化集成SBC热塑弹性体聚合物的技术方案及制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所制备的长支化苯乙烯系热塑弹性体聚合物，其支化结构中主链为线型苯乙烯系热塑弹性体聚合物(SBC)，支链为聚丁二烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯的均聚物或共聚物。

线型SBC主链数均分子量为5×10⁴-20×10⁴，其中苯乙烯含量为15％-50％(重量百分数)，共轭二烯烃含量为85％-50％(重量百分数)。