一种低分子量窄分布苯乙烯-马来酸酐共聚物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低分子量窄分布苯乙烯‑马来酸酐共聚物及其制备方法，属于高分子材料制备技术领域。本发明专利技术采用高温连续自由基聚合法制备苯乙烯‑马来酸酐共聚物，工艺简单，溶剂和引发剂用量少，成本低廉，可连续化生产，而且反应时间短，反应速率快，转化率高；所述方法制备的低分子量窄分布苯乙烯‑马来酸酐共聚物分子量分布范围小，产品分子量分布更均匀，产品性能更稳定，具有良好的工业化前景。

A low molecular weight narrow distribution styrene maleic anhydride copolymer and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种低分子量窄分布苯乙烯-马来酸酐共聚物及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料制备
，尤其涉及一种低分子量窄分布苯乙烯-马来酸酐共聚物及其制备方法。
技术介绍
苯乙烯-马来酸酐共聚物是一种重要的功能性高分子材料，具有耐热性能良好、熔体粘度低、加工性能优异、化学稳定性好、硬度高、透明性高以及与其它高分子材料相容性好等优点，广泛应用于建筑、电器、汽车制造、办公用品、涂料、化工、制药和钻井等行业。按其分子结构的不同可分为交替共聚物和无规共聚物；按分子量大小分可分为高分子量和低分子量苯乙烯-马来酸酐共聚物。高分子量苯乙烯-马来酸共聚物主要做工程塑料、复合材料、相容剂、扩链剂或然耐热改性剂使用。与高分子量共聚物相比，低分子量苯乙烯-马来酸酐共聚物应用更加广泛，可以作为水溶性高分子材料、增粘剂、施胶剂、助染剂、保护胶体、颜料分散剂、清洁力及乳化剂使用。另外，苯乙烯-马来酸共聚物分子链中含有高反应活性的酸酐基团，低分子量苯乙烯-马来酸共聚物可以发生皂化、酯化、酰胺化反应制备种类多样的苯乙烯-马来酸酐共聚物的衍生物，这些功能化衍生物可广泛应用于纺织印染、涂料、电子、日化和化工等行业。由此可见，低分子量苯乙烯-马来酸共聚物是一种应用广泛的功能性高分子材料。苯乙烯-马来酸酐共聚物通常采用溶液聚合、沉淀聚合、本体聚合、本体-悬浮聚合等聚合方法合成。这些聚合方法既可以合成高分子量苯乙烯-马来酸酐共聚物也可以合成低分子量的苯乙烯-马来酸酐共聚物。目前，采用上述聚合方法合成的苯乙烯马来酸共聚物均采用间歇聚合方式进行。由于苯乙烯和马来酸酐易形成电子络合物且聚合过程间歇进行，结果导致聚合前期形成的共聚物中马来酸酐含量偏高，而后期形成的共聚物中马来酸酐含量偏低。因此，通过间歇溶液聚合、沉淀聚合、本体聚合、本体-悬浮聚合等聚合方式得到的苯乙烯-马来酸酐共聚物通常是不同组成共聚物的混合物，共聚物的共聚组成、链段及分子量分布较宽，当聚合反应在低于100℃的温度下进行时，由于交替聚合倾向强烈，甚至得到的聚合物通常是聚苯乙烯和苯乙烯-马来酸酐交替共聚物的混合物，这严重影响了苯乙烯-马来酸酐共聚物的使用效果及应用范围。另外，由于间歇聚合合成的苯乙烯-马来酸酐共聚物批次之间产品质量参差不齐，导致产品质量稳定性较差，这也严重限制了该共聚物的使用范围及使用效果。目前，合成低分子量苯乙烯-马来酸酐共聚物时，降低分子量的方法有两种:一种方法是通过在聚合过程中提高引发剂的用量降低共聚物的分子量，得到低分子量的苯乙烯-马来酸酐共聚物；通常引发剂的用量要达到单体的3.5％至7％左右才能达到理想效果。然而，通过提高引发剂的用量，虽然能降低聚合物的分子量，但引发剂用量的提高会使聚合反应放热剧烈，反应撤出困难，反应难以控制；另外，引发剂用量较高时，还会导致在聚合过程中发生接枝、交联等副反应，在产品中残留有大量未分解的引发剂而影响最终产品的使用性能。更为重要的是，引发剂较为昂贵，它的大量使用会严重增加产品的生产成本。另一种方法是在聚合过程中大量使用分子量调节剂来降低苯乙烯-马来酸酐共聚物的分子量。虽然分子量调节剂对降低聚合物分子量十分有效，但想要合成分子量在2000～10000范围内的低分子量苯乙烯-马来酸酐共聚物仍需要加入较大量的分子量调节剂(通常为单体用量的5～20wt％)。通常所用的分子量调节剂多为硫醇类物质，该类物质气味较大，在产品后期处理过程中难以消除残余的分子量调节剂，因此采用该方法合成苯乙烯-马来酸共聚物也常有较大的气味，会污染环境，影响操作人员的身体健康。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低分子量窄分布苯乙烯-马来酸酐共聚物及其制备方法，所述方法可连续生产，制备的低分子量苯乙烯-马来酸酐共聚物转化率高、产品纯净、共聚物组成均匀、分子量分布较窄。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种低分子量窄分布苯乙烯-马来酸酐共聚物的制备方法，包括以下步骤：将苯乙烯、马来酸酐和引发剂混合，将所得混合物料进行聚合反应，将所得反应物料进行脱挥，得到低分子量窄分布苯乙烯-马来酸酐共聚物和脱出物料；将所述脱出物料进行后处理；所述聚合反应的温度为130～300℃；所述聚合反应在带有静态混合器的管式反应器中进行；所述引发剂为热分解型引发剂，所述热分解型引发剂包括有机过氧化物类引发剂和偶氮类引发剂；所述有机过氧化物类引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化二碳酸二异丙酯；所述偶氮类引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁酸二甲酯。优选的，所述马来酸酐和苯乙烯的摩尔比为1:1～9。优选的，所述引发剂的质量占所述苯乙烯和马来酸酐质量之和的0.1～1％。优选的，所述混合物料还包括分子量调节剂，所述分子量调节剂的质量占所述苯乙烯和马来酸酐质量之和的0～1％。优选的，所述分子量调节剂包括乙烯基单体或链转移剂，所述乙烯基单体包括乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或α-甲基苯乙烯；所述链转移剂包括脂肪族硫醇、十二烷基硫醇、四氯化碳、二硫酯、碘仿或1-氯-1碘烷。优选的，所述混合物料还包括反应溶剂，所述反应溶剂的质量占聚合反应体系中所有物料总质量的0～50％。优选的，所述反应溶剂包括丙酮、丁酮或环己酮中的一种或几种。优选的，所述混合物料在管式反应器中的平均停留时间为1～30min。优选的，所述后处理的过程包括：将所述脱出物料进行冷凝回收，得到回收物料；将所述回收物料进行精馏，将所得精馏物料重新用于聚合反应。本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的低分子量窄分布苯乙烯-马来酸酐共聚物，所述低分子量窄分布苯乙烯-马来酸酐共聚物的数均分子量为1500～10000g/mol，分子量分布指数为1.1～1.5。本专利技术提供了一种低分子量窄分布苯乙烯-马来酸酐共聚物的制备方法，包括以下步骤：将苯乙烯、马来酸酐和引发剂混合，将所得混合物料进行聚合反应，将所得反应物料进行脱挥，得到低分子量窄分布苯乙烯-马来酸酐共聚物和脱出物料；将所述脱出物料进行后处理；所述聚合反应的温度为130～300℃；所述聚合反应在带有静态混合器的管式反应器中进行；所述引发剂为热分解型引发剂，所述热分解型引发剂包括有机过氧化物类引发剂和偶氮类引发剂；所述有机过氧化物类引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化二碳酸二异丙酯；所述偶氮类引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁酸二甲酯。本专利技术采用高温连续自由基聚合法制备苯乙烯-马来酸酐共聚物，工艺简单，溶剂和引发剂用量少，成本低廉，可连续化生产，而且反应时间短，反应速率快，转化率高；所述方法制备的低分子量窄分布苯乙烯-马来酸酐共聚物分子量分布范围小，产品分子量分布更均匀，产品性能更稳定，具有良好的工业化前景；现有技术多采用反应釜进行聚合，聚合反应釜中单体量较大，容易出现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低分子量窄分布苯乙烯-马来酸酐共聚物的制备方法，包括以下步骤：/n将苯乙烯、马来酸酐和引发剂混合，将所得混合物料进行聚合反应，将所得反应物料进行脱挥，得到低分子量窄分布苯乙烯-马来酸酐共聚物和脱出物料；将所述脱出物料进行后处理；/n所述聚合反应的温度为130～300℃；所述聚合反应在带有静态混合器的管式反应器中进行；/n所述引发剂为热分解型引发剂，所述热分解型引发剂包括有机过氧化物类引发剂和偶氮类引发剂；/n所述有机过氧化物类引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化二碳酸二异丙酯；/n所述偶氮类引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁酸二甲酯。/n

【技术特征摘要】
1.一种低分子量窄分布苯乙烯-马来酸酐共聚物的制备方法，包括以下步骤：
将苯乙烯、马来酸酐和引发剂混合，将所得混合物料进行聚合反应，将所得反应物料进行脱挥，得到低分子量窄分布苯乙烯-马来酸酐共聚物和脱出物料；将所述脱出物料进行后处理；
所述聚合反应的温度为130～300℃；所述聚合反应在带有静态混合器的管式反应器中进行；
所述引发剂为热分解型引发剂，所述热分解型引发剂包括有机过氧化物类引发剂和偶氮类引发剂；
所述有机过氧化物类引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化二碳酸二异丙酯；
所述偶氮类引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁酸二甲酯。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述马来酸酐和苯乙烯的摩尔比为1:1～9。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂的质量占所述苯乙烯和马来酸酐质量之和的0.1～1％。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合物料还包括分子量调节剂，所述分子量调节剂的质量占所述苯乙烯和马来酸酐质量之和的0～1％。


5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹春雷，张志彬，谭志勇，张会轩，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22