一种苯乙烯-马来酸酐-丙烯腈共聚物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种苯乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种苯乙烯
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马来酸酐
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丙烯腈共聚物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料合成领域，具体涉及一种苯乙烯
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马来酸酐
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丙烯腈共聚物及其制备方法。

技术介绍

[0002]苯乙烯
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马来酸酐
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丙烯腈共聚物既具有通用苯乙烯
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丙烯腈共聚物的特性，又具有耐热和反应增容的特点，有良好的耐油性和耐磨性，在聚合物改性加工中有良好的应用前景。马来酸酐是一种含有极性基团和烯键的双官能团单体，其共聚产物作为分散剂、成膜物质、塑料相容剂以及大分子表面活性剂等得到广泛应用。但是由于马来酸酐具有水解性，一般只能采用本体聚合或溶液聚合工艺合成含有马来酸酐的共聚物。
[0003]例如，专利CN 109021156 A公开了一种利用本体聚合法制备的低黄度苯乙烯
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马来酸酐
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丙烯腈共聚物，但是该方法的反应过程转化率低(约50％)，并且涉及到单体的脱除与回收，工艺复杂，设备要求高。再如专利CN 102250273 B公开了一种采用溶液聚合法合成苯乙烯
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马来酸酐无规共聚物的方法，但是在合成过程中为了降低聚合物粘度使反应能够正常传质传热需要使用大量有机溶剂，后期又涉及到溶剂的脱除与回收，导致产物后处理难度大，溶剂污染等一系列问题。因此，开发一种产物转化率高，又不需要使用有机溶剂的合成含有马来酸酐共聚物工艺成为人们所随求的目标。
[0004]现有技术还有采用本体
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悬浮法合成共聚物，这个方法的核心在于如何控制本体聚合的程度，以及使本体聚合的预聚物能在悬浮聚合时有效分散。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种苯乙烯
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马来酸酐
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丙烯腈共聚物的制备方法。解决了本体聚合后期粘度大传质传热困难，以及有机溶剂处理的问题，而且还保护了马来酸酐中酸酐基团不易水解。
[0006]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现的：
[0007]本专利技术涉及一种苯乙烯
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马来酸酐
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丙烯腈共聚物的制备方法，包括如下步骤：
[0008]S1.本体聚合：将单体马来酸酐、苯乙烯、丙烯腈在引发剂和链转移剂存在下在55～75℃下反应1.5～2小时，得到本体聚合预聚物；
[0009]S2.悬浮聚合：将分散稳定剂水溶液加入步骤S1.所得本体聚合预聚物中，反应得到共聚物溶液；
[0010]S3.将步骤S2.中共聚物溶液进行过滤得共聚物粗产物，后处理，得到所述苯乙烯
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马来酸酐
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丙烯腈共聚物；
[0011]步骤S2.中，所述分散稳定剂水溶液通过如下方法制备：
[0012]S21.还原剂水溶液的制备：将去离子水和水溶性还原剂混合得到还原剂水溶液；
[0013]S22.引发剂溶液的制备：将去离子水和引发剂混合得到引发剂溶液；
[0014]S23.单体混合物的制备：将亲水单体和亲油单体混合得到单体混合物，亲水单体
与亲油单体的质量比为7～9:3～1；
[0015]S24.聚合产物的制备：将S21.中得到的还原剂水溶液，通氮气升温至反应温度55～70℃，将S22.和S23.中的引发剂溶液和单体混合物同步滴加至还原剂水溶液中，滴加完毕后反应，得到聚合产物；
[0016]S25.分散稳定剂水溶液的制备：将S24.中的聚合产物降温并滴加碱溶液进行中和，得到分散稳定剂水溶液；
[0017]S23.中，所述亲水单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的一种或几种；
[0018]S23.中，所述亲油单体为丙烯酸酯类单体。
[0019]采用本专利技术的方法，在本体聚合过程可以保护马来酸酐不被水解为马来酸，控制本体聚合的温度和反应时间，使本体聚合预聚物的分子量合适，使得悬浮聚合阶段与合适的分散稳定剂配合能形成稳定的粒子。本专利技术选用特定的分散稳定剂水溶液，在本体阶段马来酸酐接枝率高的情况下，可以很好的附着在聚合物粒子表面起到保护作用。本专利技术结合了本体聚合和悬浮聚合二者优势，克服了本体聚合后期粘度大传质传热困难以及有机溶剂难以处理的问题，同时保护了马来酸酐中酸酐基团不易水解，反应过程容易控制且不消耗大量有机溶剂经济环保。
[0020]优选地，步骤S1.中，所述马来酸酐占单体总质量5％～20％，所述苯乙烯占单体总质量50％～75％，所述丙烯腈占单体总质量20％～30％。
[0021]更优选地，步骤S1.中，所述马来酸酐占单体总质量10％～15％，所述苯乙烯占单体总质量65％～75％，所述丙烯腈占单体总质量22％～25％。
[0022]优选地，步骤S1.中，所述引发剂为油溶性引发剂。引发剂的作用是引发聚合反应的发生，所述引发剂的添加量可以参考现有技术，优选地，所述引发剂的添加量占单体总质量的0.1～1％。
[0023]更优选地，所述引发剂的添加量占单体总质量的0.5％。
[0024]优选地，所述引发剂为偶氮类引发剂或过氧化物类引发剂。
[0025]更具体地，所述偶氮类引发剂可以为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。
[0026]更具体地，所述过氧化物类引发剂可以为过氧化二苯甲酰、过氧化二碳酸
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乙基己酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二苯氧乙基酯、过氧化双(3,5,5
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三甲基乙酰)或过氧化新葵酸异丙苯酯。
[0027]优选地，步骤S1.中，所述链转移剂为碳原子数为5～14的硫醇。
[0028]所述链转移剂的添加量可以参考现有技术，优选地，所述链转移剂的添加量占单体总质量的0.1～1％。
[0029]更优选地，所述链转移剂的添加量占单体总质量的0.5％。
[0030]更优选地，步骤S1.中，所述链转移剂为正十二硫醇。
[0031]本体聚合的温度和反应时间会影响本体聚合预聚物的分子量，进而影响体系的粘性和分散性。然而如果反应温度过低，反应时间过短，又会导致马来酸酐的接枝率太低，得不到需要的苯乙烯
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马来酸酐
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丙烯腈共聚物。
[0032]优选地，步骤S1.中，本体聚合在60～65℃下进行。
[0033]悬浮聚合中，共聚物中含有的酸酐会形成络合键导致粘釜现象，因此需要选用合
适的分散稳定剂水溶液使悬浮聚合在均匀的反应体系中完成。
[0034]本专利技术中，所述分散稳定剂是丙烯酸酯类单体亲油单体与含乙烯键的亲水单体通过悬浮聚合法制备得到，其相较于常规的分散稳定剂，如聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、明胶、羟甲基纤维素、羟基磷酸钙等具有更好的分散性能，能够使本专利技术的体系分散均匀，使得苯乙烯
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马来酸酐
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丙烯腈共聚物可以通过本体
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种苯乙烯
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马来酸酐
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丙烯腈共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.本体聚合：将单体马来酸酐、苯乙烯、丙烯腈在引发剂和链转移剂存在下在55～75℃下反应1.5～2小时，得到本体聚合预聚物；S2.悬浮聚合：将分散稳定剂水溶液加入步骤S1.所得本体聚合预聚物中，反应得到共聚物溶液；S3.将步骤S2.中共聚物溶液进行过滤得共聚物粗产物，后处理，得到所述苯乙烯
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马来酸酐
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丙烯腈共聚物；步骤S2.中，所述分散稳定剂水溶液通过如下方法制备：S21.还原剂水溶液的制备：将去离子水和水溶性还原剂混合得到还原剂水溶液；S22.引发剂溶液的制备：将去离子水和引发剂混合得到引发剂溶液；S23.单体混合物的制备：将亲水单体和亲油单体混合得到单体混合物，亲水单体与亲油单体的质量比为7～9:3～1；S24.聚合产物的制备：将S21.中得到的还原剂水溶液，通氮气升温至反应温度55～70℃，将S22.和S23.中的引发剂溶液和单体混合物同步滴加至还原剂水溶液中，滴加完毕后反应，得到聚合产物；S25.分散稳定剂水溶液的制备：将S24.中的聚合产物降温并滴加碱溶液进行中和，得到分散稳定剂水溶液；S23.中，所述亲水单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的一种或几种；S...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡龙，刘伟时，石建伟，韩泽明，林观生，
申请(专利权)人：熵能创新材料珠海有限公司，
类型：发明
国别省市：