单乙烯基芳烃-共轭二烯烃聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及聚合物领域，公开了一种单乙烯基芳烃

【技术实现步骤摘要】
单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及聚合物领域，具体地，涉及一种单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]溶液聚合丁苯橡胶
(SSBR
，也称为溶聚丁苯橡胶
)
是由丁二烯与苯乙烯单体以烷基锂为引发剂，在烃类溶剂中通过阴离子溶液聚合而制得的共聚橡胶
。
[0003]由于
SSBR
具有优良的耐磨性
、
耐沟纹龟裂性，且对湿路面抓着力
、
耐热性及在高温下长时间暴露后的耐屈挠性良好，加之兼具密炼机混炼生热低
、
压出膨胀率小
、
填充量高等特点，应用在轮胎制品方面的比例正在增大
。
利用
SSBR
的耐磨性
、
优良的动态性能和耐低温特性等，还可用来制造大型轮胎
、
雪地轮胎等
。
从耐磨性
、
拉伸强度
、
硫化平坦性
、
耐屈挠性以及耐热性等角度考虑，
SSBR
适用于制造输送带，特别是耐热输送带
。SSBR
还具有良好的电绝缘性能
、
优异的色泽
、
低灰分以及低含量的非橡胶组分等优点
。
从加工性能和物理机械性能平衡的角度来看，
SSBR
是兼具多种综合性能的橡胶品种
。
[0004]鉴于溶聚丁苯橡胶的优异性能，在此领域的研究较多，
CN1432586A
公开了一种含高分子量的溶聚丁苯橡胶，但是由于该聚丁苯橡胶的分子量过高，不利于后期的制品加工；
CN102344529A
中采用多次滴加阴离子引发剂的方法制备溶聚丁苯橡胶，然而，该现有技术的工艺复杂，操作不便
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种由低聚物和高聚物组成的单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物及其制备方法和应用，本专利技术的单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物的高
、
低分子量聚合物的含量适中，具有优异的强度和动态性能
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物，其中，该单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物含有6‑
41
重量％的低聚物和
59
‑
94
重量％的高聚物，所述低聚物为星型结构，数均分子量为
25000
‑ꢀ
950000g/mol
，所述高聚物含有单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合链构成的线性高聚物以及通过将所述单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合链偶联而成的偶联高聚物，所述单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合链的数均分子量为
85000
‑ꢀ
330000g/mol
，且所述单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物中的来自单乙烯基芳烃的结构单元的含量为
20
‑
45
重量％，来自共轭二烯烃的结构单元的含量为 55
‑
80
重量％，所述线性高聚物具有末端被含硅化合物封闭的结构
。
[0007]优选地，所述单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物含有
10
‑
32
重量％的低聚物和
68
‑
90
重量％的高聚物
。
[0008]优选地，所述低聚物的数均分子量为
40000
‑
80000g/mol。
[0009]优选地，所述单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合链的数均分子量为
100000
‑ꢀ
255000g/mol。
[0010]优选地，所述低聚物的分子量分布系数为
1.0
‑
1.5
，优选为1‑
1.2。
[0011]优选地，所述高聚物的分子量分布系数为
1.0
‑
1.5
，优选为
1.1
‑
1.3。
[0012]优选地，所述单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物中的来自单乙烯基芳烃的结构单元的含量为
20
‑
30
重量％，来自共轭二烯烃的结构单元的含量为
70
‑ꢀ
80
重量％
。
[0013]优选地，所述单乙烯基芳烃选自苯乙烯
、
乙烯基甲苯
、
α
‑
甲基苯乙烯
、 4
‑
叔丁基苯乙烯
、4
‑
甲基苯乙烯
、3,5
‑
二乙基苯乙烯
、3,5
‑
二正丁基苯乙烯
、 4
‑
正丙基苯乙烯和4‑
十二烷基苯乙烯中的一种或多种，更优选为苯乙烯
。
[0014]优选地，所述共轭二烯烃选自丁二烯
、
异戊二烯
、1,3
‑
戊二烯
、1,3
‑
己二烯和
2,3
‑
二甲基丁二烯中的一种或多种，更优选为丁二烯或异戊二烯
。
[0015]优选地，所述低聚物为将线性单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合链偶联而成
。
[0016]优选地，所述线性高聚物具有末端被下述通式
(1)
所示的封端化合物封闭的结构；
[0017][0018]式
(1)
中，
R1、R2和
R3各自独立地选自
C1
‑
C20
的烷基
、C2
‑
C20
的单烯烃基或
C7
‑
C20
的芳烷基，
R4选自
C1
‑
C20
的亚烷基，
X
为
Cl
或
Br。
[0019]优选地，所述封端化合物为氯丙基三甲基硅烷
、
氯丙基三乙基硅烷和氯丁基三正丁基硅烷中的一种或多种
。
[0020]根据本专利技术第二方面，提供一种单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物的制备方法，其中，该方法包括以下步骤，
[0021]1)
在阴离子引发剂存在下使部分母液进行第一聚合反应；
[0022]2)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物，其特征在于，该单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物含有6‑
41
重量％的低聚物和
59
‑
94
重量％的高聚物，所述低聚物为星型结构，数均分子量为
25000
‑
950000g/mol
，所述高聚物含有单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合链构成的线性高聚物以及通过将所述单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合链偶联而成的偶联高聚物，所述单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合链的数均分子量为
85000
‑
330000g/mol
，且所述单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物中的来自单乙烯基芳烃的结构单元的含量为
20
‑
45
重量％，来自共轭二烯烃的结构单元的含量为
55
‑
80
重量％，所述线性高聚物具有末端被含硅化合物封闭的结构
。2.
根据权利要求1所述的单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物，其中，所述单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物含有
10
‑
32
重量％的低聚物和
68
‑
90
重量％的高聚物；优选地，所述低聚物的数均分子量为
40000
‑
80000g/mol
；优选地，所述单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合链的数均分子量为
100000
‑
255000g/mol
；优选地，所述低聚物的分子量分布系数为
1.0
‑
1.5
，优选为1‑
1.2
；优选地，所述高聚物的分子量分布系数为
1.0
‑
1.5
，优选为
1.1
‑
1.3
；优选地，所述单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物中的来自单乙烯基芳烃的结构单元的含量为
20
‑
30
重量％，来自共轭二烯烃的结构单元的含量为
70
‑
80
重量％
。3.
根据权利要求1所述的单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物，其中，所述单乙烯基芳烃选自苯乙烯
、
乙烯基甲苯
、
α
‑
甲基苯乙烯
、4
‑
叔丁基苯乙烯
、4
‑
甲基苯乙烯
、3,5
‑
二乙基苯乙烯
、3,5
‑
二正丁基苯乙烯
、4
‑
正丙基苯乙烯和4‑
十二烷基苯乙烯中的一种或多种，优选为苯乙烯；优选地，所述共轭二烯烃选自丁二烯
、
异戊二烯
、1,3
‑
戊二烯
、1,3
‑
己二烯和
2,3
‑
二甲基丁二烯中的一种或多种，优选为丁二烯或异戊二烯
。4.
根据权利要求1‑3中任意一项所述的单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物，其中，所述低聚物为将线性单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合链偶联而成；优选地，所述线性高聚物具有末端被下述通式
(1)
所示的封端化合物封闭的结构；式
(1)
中，
R1、R2和
R3各自独立地选自
C1
‑
C20
的烷基
、C2
‑
C20
的单烯烃基或
C7
‑
C20
的芳烷基，
R4选自
C1
‑
C20
的亚烷基，
X
为
Cl
或
Br
；优选地，所述封端化合物为氯丙基三甲基硅烷
、
氯丙基三乙基硅烷和氯丁基三正丁基硅烷中的一种或多种
。5.
一种单乙烯基芳烃
‑
共轭二烯烃聚合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，
1)
在阴离子引发剂存在下使部分母液进行第一聚合反应；
2)
使步骤
1)
得到的第一聚合反应产物与第一偶联剂进行第一偶联反应；
3)
使步骤
2)
得到的第一偶联反应产物与剩余的母液进行第二聚合反应；
4)
使步骤
3)
得到的第二聚合反应产物与第二偶联剂进行第二偶联反应；
5)
使步骤
4)
得到的第二偶联反应产物与封端化合物进行封端反应，其中，所述母液含有单乙烯基芳烃单体
、
共轭二烯烃单体
、
极性调节剂和非极性溶剂，且以所述单乙烯基芳烃单体和所述共轭二烯烃单体的合计总量为基准，所述单乙烯基芳烃单体的用量为
20
‑
45
重量％，所述共轭二烯烃的用量为
55
‑
80
重量％
。6.
根据权利要求5所述的方法，其中，以所述单乙烯基芳烃单体和所述共轭二烯烃单体的合计总量为基准，所述单乙烯基芳烃单体的用量为
20
‑
30
重量％，所述共轭二烯烃的用量为
70
‑
80
重量％；优选地，所述母液的单体含量为
10
‑
15
重量％；优选地，所述母液中的所述极性调节剂的含量为
0.005
‑
0.05
重量％，优选为
0.01
‑
0.04
重量％；优选地，所述单乙烯基芳烃选自苯乙烯
、
乙烯基甲苯
、
α
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：姜科，王超，徐林，吴卫东，
申请(专利权)人：中石化北京化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：