活性阳离子热塑性弹性体的合成工艺制造技术

本发明专利技术涉及一类聚烯烃热塑性弹性体的合成工艺，属于碳－碳不饱和键反应得到的高分子化合物。合成工艺在常压、低温下，在干燥的氮气保护下，用混合溶剂、引发剂、共引发剂、亲核试剂、软段单体制得活性阳离子聚异丁烯合成橡胶软段，加封端剂、塑料硬段单体、终止剂，得嵌段热塑性弹性体产品，分子量范围７００００～９５０００之间，分子量分布在１．２６～１．４４之间。本发明专利技术优点是分子量分布较窄、性能优异、涉及热塑性弹性体较多。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一类已知高分子化合物的合成工艺，更具体地说，本专利技术涉及一类聚烯烃热塑性弹性体新的合成工艺。热塑性弹性体由于室温下性能类似于硫化橡胶，又可以象热塑性塑料一样进行熔融加工，满足人们对材料性能和加工方面的某些特殊要求，发展比较迅速。目前以活性阳离子的聚合技术，制备聚异丁烯热塑性弹性体的合成工艺，如WO95／10554专利提供了一种利用封端剂合成嵌段共聚物方法，用叔-丁基-二枯基氯和三枯基氯，与TiCl4为引发体系，氯甲烷与Hx以40∶60(V／V)为混合溶剂；在-80℃进行异丁烯的活性聚合，其后加入封端剂1．1-二苯基乙烯，再加异丙氧酸酞，最后加对-甲基苯乙烯，合成聚对甲基苯乙烯-聚异丁烯-聚对甲基苯乙烯的三嵌段共聚物，WO91／11468专利提供了以聚异丁烯为橡胶软段，以苯乙烯、茚或两者地衍生物为硬段的热塑性弹性体的方法，用二枯基醚或三枯基醚与TiCl4为引发体系，以上方法所得嵌段聚合物分子量分布较宽，物理性能差，在合成嵌段聚合物上，涉及热塑性弹性体的性质极少。本专利技术的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种聚烯烃热塑性弹性体新的合成工艺，使产品分子量分布较窄、性能优异，涉及热塑性弹性体较多。本专利技术的目的可以通过以下措施来达到，在常压下，反应温度0～-90℃，干燥的氮气保护下，依次由下面几个步骤组成(1)混合溶剂；引发剂具有下面通式的一种化合物或其混合物 其中R1，R2各自代表氢原子，R1，R2，R3各自代表C1～C8直链或支链烷基，R2代表五元、六元饱和或不饱和环，R1和R2与相连碳原子在一起形成五元、六元饱和或不饱和环，X代表羟基、醚基、酯基、卤素；共引发剂路易斯酸；亲核试剂路易斯碱，先陈化10～60分钟，加入异丁烯单体，制得活性阳离子聚异丁烯合成橡胶软段；(2)其后，加入封端剂1，1-二苯基乙烯或二苯甲酮，陈化15分钟后，加入塑料硬段单体，便聚异丁烯合成橡胶软段的两端连接合成塑料硬段；(3)终止剂，从反应混合物中收集产品。所得嵌段聚合物产品分子量在70000～95000之间，分子量分布在1．26～1．44之间。橡胶软段的单体是异丁烯，塑料硬段的单体是含有乙烯基的有机化合物，可以是脂肪族、芳香族、脂环类的化合物，如苯乙烯、茚、甲基苯乙烯等。混合溶剂是CH3Cl或CH2Cl2，与环己烷、正己烷、甲基环己烷中任一个己烷混合，其体积比为40∶60(V／V)配制的混合溶剂，较佳混合溶剂是CH3Cl∶环己烷=40∶60(V／V)的混合溶剂。引发剂主要是含有叔碳的化合物，可以是醇、醚、酯、有机卤化物或混合物，如对二枯基氯、二枯基甲基醚、2，4，4-三甲基-2-氯戊烷(TMPCl)，2-氯-2-苯基丙烷，1，3，5-三(2-氯丙基)苯，1-苯基乙烯基氯，三枯基甲基醚、对苯二甲酸甲酯等，较佳引发剂是对二枯基氯和对苯二甲酸甲酯。共引发剂路易斯酸是SnCl4，BCl3，TiCl4，SbF5，SeCl3，ZnCl2，FeCl3，VCl4，AlRnCl3-n，其中R代表C1～C8的直链或支链烷基，n代表0～3整数，较佳共引发剂是TiCl4。亲核试剂(又称质子捕获剂，或给电子体)路易斯碱是六氢吡啶或其衍生物，脂肪胺类，芳香胺类；较佳亲核试剂是六氢吡啶。封端剂是能够形成相对稳定的正碳离子的化合物，可以是1，1-二苯基乙烯，二苯甲酮，α-甲氧基苯乙烯，1-异丙基萘等，较佳封端剂是1，1-二苯基乙烯和二苯甲酮。终止剂甲醇或乙醇的盐酸溶液。以溶剂的体积为1L，合成橡胶软段的浓度为2．0mol／L～27mol／L，合成塑料硬段的单体加入量为0．14mol／L～2．6mol／L；引发剂体系(引发剂和共引发剂)加入量分别为1mol／L～10-5mol／L，10mol／L～10-4mol／L，由热塑性弹性体产品性能而定；亲核试剂加入量为0．1mol／L～10-6mol／L，由体系的含水量大小和引发剂而定；封端剂加入量为1mol／L～10-5mol／L，由引发剂加入量而定；终止剂是1L。反应温度0～-90℃，较佳反应温度-70～-80℃。合成橡胶软段的反应时间为1分钟～3小时，然后封端剂陈化10分钟～2小时后，加入合成塑料硬段的单体，继续反应1分钟～3小时，加入终止剂，沉淀、洗涤、干燥。对二枯基氯的合成在装有漏斗和回流冷凝管的250ml三口烧瓶中，加入对二枯基醇，溶剂CH2Cl2，搅拌至对二枯基醇完全溶解，在0℃下，在30分钟内滴加SOCl2，保持0℃并搅拌3小时后，反应混合物用5％Na2CO3溶液洗涤三次，再用蒸馏水洗至中性，以无水CaCl2干燥12小时以上，过滤，滤液抽去CH2Cl2后，于正己烷中低温结晶，所得产品经正己烷重结晶，真空干燥后充氮保存备用。反应方程式 对二枯基氯的密度20℃为0．923克／毫升。封端剂1，1-二苯基乙烯合成方法在装有搅拌回流冷凝管和漏斗的三口烧瓶中，依次加入镁、溴苯，无水乙醚、碘，静置，至反应引发，然后加入溴苯与无水乙醚以体积比为1∶4配制成的溶液，溴苯的用量为计量量的1．3倍。搅拌反应30分钟，取计量量1．3倍左右的苯乙酮与无水乙醚以体积比1∶4配成溶液，滴入三口瓶中，反应半小时左右。把30％的NH4Cl溶液加入上述体系中，分离有机相。水泵抽去乙醚，加正己烷，沉淀出中间产物1，1-二苯基乙醇，用正己烷洗涤后干燥备用。100g 1，1-二苯基乙醇加入20％的H2SO4溶液250ml，在三口烧瓶中，以油溶加热至160℃左右，分离产生的水，反应时间为3～4小时。趁热分离，有机相以环己烷溶解，除去不溶物后，以无水硫酸镁干燥24小时，减压蒸馏出产物。产物为桔黄色有特殊气味的，极粘稠的液体。反应方程式 1，1-二苯基乙烯沸点270℃，熔点6℃，密度20℃为1．0281克／毫升。本专利技术合成工艺申请专利的同时，又申请的引发体系，申请号是98102282．0。附图的图面说明如下附图说明图1是本专利技术的合成工艺图本专利技术将结合实施例作进一步详述实施例1聚茚-聚异丁烯-聚茚嵌段热塑性弹性体在常压，反应温度-75～-80℃，干燥的氮气保护下于干燥纯净的反应容器中，加入1L混合溶剂，3×10-3mol／L对二枯基氯，0．04mol／L TiCl4，1．8×10-3mol／L六氢吡啶，陈化15分钟，加入使其浓度保持2．8mol／L异丁烯，反应1小时后，加入封端剂1，1-二苯基乙烯，浓度为6×10-3mol／L，陈化15分钟，加入塑料硬段单体茚，其浓度为0．6mol／L，继续反应1小时，向体系中加入溶有5％HCl的甲醇进行终止，终止后的溶液倾入大量的乙醇溶液中，沉淀析出产品，过滤后干燥。嵌段热塑性弹性体产品数均分子量70500，分子量分布为1．32，玻璃化温度为197℃，拉伸强度为20MPa，伸长率为400％，邵氏硬度为45。实施例2合成聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯嵌段热塑性弹性体。合成工艺同实施例1，不同之处是反应温度-70～-75℃，TiCl4的浓度为6×10-2mol／L，六氢吡啶的浓度为1．85×10-3mol／L，封端剂1，1-二苯基乙烯的浓度为4．5×10-3mol／L，塑料硬段单体苯乙烯的浓度为0．81mol／L，异丁烯浓度为3．5 mol／L。嵌段热性弹性体产品的数均分子量为85700本文档来自技高网...

【技术保护点】
活性阳离子的热塑性弹性体的合成工艺，该嵌段聚合物是由合成橡胶软段和其软段两端连接合成塑料硬段组成，其特征在于在常压下，反应温度０～－９０℃，干燥的氮气保护下，依次由下面几个步骤组成： （１）混合溶剂；引发剂：具有下面通式的一种化合物或其混合物 ＊＊＊ 其中Ｒ↓［１］，Ｒ↓［２］各自代表氢原子，Ｒ↓［１］，Ｒ↓［２］，Ｒ↓［３］各自代表Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］直链或支链烷基，Ｒ↓［２］代表五元、六元饱和或不饱和环，Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］与相连碳原子在一起形成五元、六元饱和或不饱和环，Ｘ代表羟基、醚基、酯基、卤素；共引发剂路易斯酸；亲核试剂路易斯碱，先陈化１０～６０分钟，加入异丁烯单体，制得活性阳离子聚异丁烯合成橡胶软段； （２）其后，加入封端剂１，１－二苯基乙烯或二苯甲酮，陈化１５分钟，加入塑料硬段单体； （３）终止剂，从反应混合物中收集产品。

【技术特征摘要】
1．活性阳离子的热塑性弹性体的合成工艺，该嵌段聚合物是由合成橡胶软段和其软段两端连接合成塑料硬段组成，其特征在于在常压下，反应温度0～-90℃，干燥的氮气保护下，依次由下面几个步骤组成(1)混合溶剂；引发剂具有下面通式的一种化合物或其混合物其中R1，R2各自代表氢原子，R1，R2，R3各自代表C1～C8直链或支链烷基，R2代表五元、六元饱和或不饱和环，R1和R2与相连碳原子在一起形成五元、六元饱和或不饱和...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文莉，詹剑，李树新，武冠英，杨晓军，黄芳，包贺龄，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]