本发明涉及热塑性弹性体,具体地说是一种苯乙烯类热塑性弹性体的制备方法。
背景技术:
1、苯乙烯类热塑性弹性体(如sis、sbs、sibs等)在高温下能塑化成型,常温下又显示橡胶弹性特征,通常采用阴离子聚合方法合成。目前主要有三种合成方法:第一种为顺序单体聚合法,即在烷烃类介质中,以有机锂为引发剂,首先进行苯乙烯类单体聚合,聚合完成后加入共轭二烯烃类单体共聚合,最后再加入剩余苯乙烯类单体共聚合,聚合完成后加入防老剂,胶液经脱溶剂和干燥后得到最终产物,该产物为线性结构,以s-d-s表示,其中s代表苯乙烯类单体链段,d代表共轭二烯烃类单体链段,该方法是目前工业上最通用的合成方法。第二种为偶联法,前两步加料方法与顺序单体聚合法相同,只是在第三步时加入亲核类化合物(通常为含双官能团的卤代硅烷类,如二氯二甲基硅烷)与体系内的阴离子活性种进行偶联反应,由于空间位阻效应,偶联效率无法达到100%,所以最终产物是s-d-s和s-d的混合物,但偶联法成功避开了顺序单体聚合法中交叉反应最慢的第三步,提高了生产效率。如专利申请cn112812250a中选用二氯二甲基硅烷作为偶联剂,通过偶联法制备了一系列苯乙烯类热塑性弹性体。第三种合成方法为星型支化法,其原理与偶联法相同,只是亲核类化合物的官能度≥3(如四氯化硅),所以最终产物是(s-d)n和s-d的混合物。如专利申请cn108395511a中选用四氯化硅作为偶联剂,采用星型支化法制备了一系列苯乙烯类热塑性弹性体。
2、为了改进产品的物性及应用性能,在生产过程中,会人为控制产品中含有一定量的二嵌段聚合物(s-d)。以sis为例,二嵌段si的分子结构存在缺陷,不具备物理交联作用,虽然会降低产品的物理机械强度,但会提高产品的流动性和和热熔压敏胶的润湿性。为了满足不同应用需求,弹性体生产厂家会生产不同si含量的牌号,以sis为例,si含量可从0到80%,一定si含量范围(每5%)就对应一个牌号。为了生产不同牌号的弹性体,需要对生产参数进行对应的调整,这不仅会影响生产厂家的稳定生产;而下游厂家为了满足生产需求也要购买不同牌号的弹性体,大大增加了原材料的储备成本。
3、现有的苯乙烯类热塑性弹性体,主要以氯硅烷类化合物为偶联剂,如二氯二甲基硅烷等,需要苯乙烯类热塑性弹性体生产厂家通过调整偶联剂的加入量来控制弹性体中si的含量,生产厂家所生产的弹性体产品,在下游使用温度(100℃-200℃左右)范围内,由于氯硅烷类偶联剂发生偶联反应后,生成的偶联键的键能高,在下游使用温度条件下,偶联键不会发生断裂,弹性体中si的含量不会随着使用温度的变化而变化,下游厂家只能购买不同牌号的弹性体。
技术实现思路
1、本发明之目的是弥补上述之不足,向社会公开一种苯乙烯类热塑性弹性体的制备方法,所制成的热塑性弹性体可以通过小范围内调整使用温度,就可以控制偶联键的断裂率,生成所需si含量的热塑性弹性体。
2、本发明的技术方案是这样实现的:
3、一种苯乙烯类热塑性弹性体的制备方法,包括以下步骤:
4、步骤一、将苯乙烯类单体、溶剂环己烷和活化剂四氢呋喃加入到反应釜中,混合均匀后升温至45℃~55℃,加入引发剂正丁基锂,搅拌状态下进行反应,反应20min~30min;
5、步骤二、在温度55℃~60℃时,加入异戊二烯单体或丁二烯单体,控制反应温度低于105℃,反应20min~30min;
6、步骤三、加入偶联剂,搅拌状态下继续反应5min~25min;出料,对胶液进行后处理,得到苯乙烯类热塑性弹性体产品;所述的偶联剂为苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、乙酸乙酯中的一种或者几种的混合;
7、苯乙烯类单体与异戊二烯单体或丁二烯单体的质量比为1:9~1:1;
8、偶联剂与引发剂的摩尔比为0.05~0.5。
9、进一步优化本技术方案的措施是:
10、进一步的,所述苯乙烯类单体为苯乙烯或α-甲基苯乙烯。
11、进一步的,所述的步骤三中,出料后,向胶液中加入防老剂bht和防老剂tnp,防老剂bht、防老剂tnp的用量均为苯乙烯类单体总量的0.3wt%~0.6wt%,搅拌均匀,胶液经凝聚、干燥,制得苯乙烯类热塑性弹性体产品。
12、进一步的,所述苯乙烯类热塑性弹性体产品的熔融指数为0.1~30.0。
13、进一步的,所述苯乙烯类热塑性弹性体产品的分子量为5.0万~40.0万。
14、进一步的,步骤三中,出料后,胶液的固含量为12wt%~18wt%。
15、本发明与现有技术相比的优点是:
16、本发明的制备方法,采用苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、乙酸乙酯中的一种或者几种的混合作为偶联剂,可合成出偶联点热敏性的苯乙烯类热塑性弹性体。其发生偶联反应后,生成的偶联键的键能适中,在下游使用温度范围(100℃-200℃左右)内,偶联键会发生部分断裂,下游厂家可以通过小范围内调整使用温度,就可以控制偶联键的断裂率,生成所需si含量的弹性体。这样对弹性体生产厂家以及下游应用厂家,均可极大的便利性,省去了弹性体生产厂家为生产不同si含量而调节偶联剂用量的麻烦,也大大节约下游应用厂家的弹性体备料成本。
1.一种苯乙烯类热塑性弹性体的制备方法,其特征是:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种苯乙烯类热塑性弹性体的制备方法,其特征是:所述苯乙烯类单体为苯乙烯或α-甲基苯乙烯。
3.根据权利要求1或2所述的一种苯乙烯类热塑性弹性体的制备方法,其特征是:所述的步骤三中,出料后,向胶液中加入防老剂bht和防老剂tnp,防老剂bht、防老剂tnp的用量均为苯乙烯类单体总量的0.3wt%~0.6wt%,搅拌均匀,胶液经凝聚、干燥,制得苯乙烯类热塑性弹性体产品。
4.根据权利要求3所述的一种苯乙烯类热塑性弹性体的制备方法,其特征是:所述苯乙烯类热塑性弹性体产品的熔融指数为0.1~30.0。
5.根据权利要求4所述的一种苯乙烯类热塑性弹性体的制备方法,其特征是:所述苯乙烯类热塑性弹性体产品的分子量为5.0万~40.0万。
6.根据权利要求5所述的一种苯乙烯类热塑性弹性体的制备方法,其特征是:步骤三中,出料后,胶液的固含量为12wt%~18wt%。
