[发明专利]一种用于尼龙增韧的嵌段聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及细乳液聚合，尤其涉及一种用于尼龙增韧的嵌段聚合物及其制备方法。

背景技术

工业上阴离子聚合合成的聚苯乙烯-b-聚丁二烯-b-聚苯乙烯三嵌段聚合物（SBS）作为广泛应用的热塑性弹性体，常用于与各种树脂共混以提高基体的韧性。由于SBS非极性的特征，工业应用中需采用熔融接枝的方法将极性的马来酸酐引入到SBS上，从而改善SBS与非极性树脂如尼龙之间的界面相容性，达到有效提高抗冲击强度的目的。但由于阴离子聚合反应条件苛刻、只适合非极性共轭单体等局限性，以及SBS熔融接枝马来酸酐的低效率等问题的存在。若能够通过自由基聚合这种方法实现聚合物链长的可控增长，从而既可以保持离子型聚合物控制反应的能力，又不失去自由基聚合其本身的优点。活性聚合（CLRP）是指没有不可逆链转移和链终止的聚合过程，可以非常有效得控制单体的聚合，实现分子量可控和分子量窄分布。

细乳液聚合具备环保、低粘、易散热等优点，因此在工业生产中越来越受到重视。传统的乳化剂及助稳定剂的添加会降低产品的最终质量，需要大量的工作才能将其从聚合产物中分离。因此，一种不需要添加传统乳化剂和助稳定剂的细乳液聚合体系具备一定的实际意义。

鉴于上述的两个大背景，本发明采用了二硫酯作为小分子RAFT试剂，首先在溶液体系合成马来酸酐-苯乙烯交替共聚物的大分子RAFT试剂，在此基础上，采用苯乙烯的细乳液体系聚合得到马来酸酐改性的聚苯乙烯，以此为种子乳液进行后续的丙烯酸丁酯、苯乙烯的嵌段聚合，从而完成了含有极性基团马来酸酐的SBAS三嵌段聚合物的合成。

相较与专利ZL200910099918.5，该方法合成的聚合物中，极性基团马来酸酐所伸展的链段长度更长（大分子RAFT试剂分子量20000，马来酸酐聚合度98，苯乙烯聚合度98），在共混挤出的过程中能够更有效地伸展到尼龙基体当中，改善了嵌段聚合物与尼龙基体的相容性，具有更好的增韧效果。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种用于尼龙增韧的嵌段聚合物及其制备方法。

用于尼龙增韧的嵌段聚合物的化学结构通式为：

其中，n为（苯乙烯-马来酸酐）嵌段中的苯乙烯单体的数目或者（苯乙烯-马来酸酐）嵌段中的马来酸酐单体的数目，x为苯乙烯嵌段中苯乙烯单体的数目，y为丙烯酸酯嵌段中的丙烯酸酯单体的数目，z为苯乙烯嵌段中苯乙烯单体的数目，R基团为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基，及其支链异构体。

用于尼龙增韧的嵌段聚合物的制备方法：将1～20重量份的大分子可逆加成断裂链转移试剂、20重量份的苯乙烯、5～30重量份的助溶剂混合均匀，缓慢加入0.05～1.0重量份的碱和100～200重量份的水，超声乳化后加入反应器，搅拌、通氮气，加热升温至70℃，加入0.06重量份的水溶性引发剂，聚合反应3～10小时；加入200重量份的水，滴加40重量份的第二单体，聚合反应2～5小时；加入100重量份的水，滴加20重量份的第三单体，聚合反应3～10小时，破乳、干燥得到用于尼龙增韧的嵌段聚合物。

所述的大分子可逆加成断裂链转移试剂是苯乙烯马来酸酐交替共聚物，化学结构通式为：

其中，n为苯乙烯单体的数目或者马来酸酐单体的数目。

所述的大分子可逆加成断裂链转移试剂的数均分子量为1000～20000的交替共聚物。所述的第一单体为苯乙烯，第二单体为丙烯酸酯类的聚合物单体，第三单体为苯乙烯。所述水溶性引发剂为过硫酸钾。

所述丙烯酸酯类的聚合物单体为丙烯酸酯类单体，化学结构式为：

R基团为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、已基、庚基、辛基，及其文链异构体。

所述的碱为氨水或氢氧化钠。所述的助溶剂为丙酮。

本发明的优点有：细乳液聚合，无外加传统乳化剂，实际分子量符合设计值，分子量分布相对较窄，与尼龙-6共混，具有很好的增韧效果，有很好的工业化前景。

具体实施方式

用于尼龙增韧的嵌段聚合物的化学结构通式为：

其中，n为（苯乙烯-马来酸酐）嵌段中的苯乙烯单体的数目或者（苯乙烯-马来酸酐）嵌段中的马来酸酐单体的数目，x为苯乙烯嵌段中苯乙烯单体的数目，y为丙烯酸酯嵌段中的丙烯酸酯单体的数目，z为苯乙烯嵌段中苯乙烯单体的数目，R基团为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基，及其支链异构体。