一种异戊二烯-苯乙烯星型共聚物及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103374109A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103374109103374109A(43)申请公布日2013.10.30(21)申请号201210123859.2C08F2/38(2006.01)(22)申请日2012.04.24C08F8/42(2006.01)(71)申请人中国石油天然气股份有限公司地址100007北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦(72)发明人史工昌董静康安福王锋龚光碧崔英宋同江张华强杨绮波陶惠平梁滔陈建刚怀惠珍周漫史蓉王琦(74)专利代理机构北京市中实友知识产权代理有限责任公司11013代理人张茵(51)Int.Cl.C08F297/04(2006.01)权利要求书2页权利要求书2页说明书8页说明书8页(54)发明名称一种异戊二烯-苯乙烯星型共聚物及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种含无规渐变段的异戊二烯-苯乙烯星型共聚物及其制备方法。结构式为[I1→S1-I2/S2]n-Y，其中Y为Si或Sn，n为支化度，2.5≤n≤4，I1→S1为聚苯乙烯和聚异戊二烯渐变段共聚物；I2/S2为聚苯乙烯和聚聚异戊二烯无规段共聚物，结构式中聚苯乙烯和聚异戊二烯渐变段为40～75wt％，聚苯乙烯和聚异戊二烯的无规段的质量分数为25～60wt％；本发明的高苯乙烯橡胶具有高硬度，强度好，弹性好的特性，在与多种合成橡胶或天然橡胶并用时，能够提高橡胶制品的刚性、硬度、耐磨性、抗撕裂性、介电性等性能，可广泛用于轮胎、胶带、胶管、胶鞋等众多橡胶加工领域及其它工业，也可用于合成塑料的改性。CN103374109ACN103749ACN103374109A权利要求书1/2页1.一种星型高苯乙烯橡胶，其结构式表示如下：[I1→S1-I2/S2]n-Y，其中Y为Si或Sn；n为支化度，2.5≤n≤4，I1→S1为聚苯乙烯和聚异戊二烯渐变段共聚物；I2/S2为聚苯乙烯和聚异戊二烯无规段共聚物，结构式中聚苯乙烯和聚异戊二烯渐变段质量分数为40～75％，聚苯乙烯和聚异戊二烯的无规段的质量分数为25～60％；该星型高苯乙烯橡胶聚合物中以单体总重量为100％计，苯乙烯含量为45～75％，异戊二烯含量为25～55％。2.如权利要求1所述的高苯乙烯橡胶，其特征在于聚苯乙烯和聚异戊二烯渐变段共聚物中异戊二烯单元中1，2-结构和3，4-结构质量含量为5～15％；聚苯乙烯和聚异戊二烯无规段共聚物中异戊二烯单元中1，2-结构和3，4-结构含量为20～50wt％。3.如权利要求1所述的高苯乙烯橡胶，其特征在于所述星型高苯乙烯橡胶共聚物中苯乙烯的重量份数为50～70％，异戊二烯的重量份数为30～50％。4.如权利要求1所述的高苯乙烯橡胶，其特征在于所述的星型高苯乙烯橡胶的数均分子量为100000～400000，分子量分布指数为1.2～5。5.一种如权利要求1所述的高苯乙烯橡胶的制备方法，其特征在于制备步骤为：第I步：加入占单体总重量27～45％的苯乙烯和占单体总重量15～33％的异戊二烯单体混合物，在有机锂引发剂的作用下聚合，形成异戊二烯与苯乙烯的渐变段：聚合物表示为：I1→S1-Me，Me为引发剂的金属离子，反应温度为50℃～80℃，反应压力为0.1MPa～0.25MPa，反应时间为20min～80min，产物中异戊二烯单元中1，2-结构和3，4-结构的质量含量为5～15％，此时，聚合反应中无游离单体存在；第II步：加入占单体总重量18～30％的苯乙烯和占单体总重量10～22％的异戊二烯单体混合物，同时加入极性活化剂，使二者无规共聚，形成活性链P：I1→S1-I2/S2-Me；反应温度为50℃～80℃，反应压力为0.1MPa～0.25MPa，反应时间为30min～100min，产物中异戊二烯单元中1，2-结构和3，4-结构的质量含量为20～50％，此时，聚合反应中无游离单体存在；第III步：当单体反应完全后，加入偶联剂Y，形成：[I1→S1-I2/S2]n-Y，偶联剂用量与引发剂有机锂的摩尔比为0.1～1.0，偶合温度60℃～100℃，时间40min～80min；反应完全后，将聚合物溶液用水处理，水的用量为引发剂用量的100～300倍，籍此制得星型高苯乙烯橡胶。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于制备过程如下：首先将占单体总重量30～40％的苯乙烯和占单体总重量18～30％的异戊二烯单体混合物以及烃类溶剂的混合物加入到聚合体系，在引发剂作用下引发反应，反应温度在50～80℃，反应时间为30～80min，此时无游离单体存在，聚合物表示为I1→S1-Me，此段异戊二烯单元中1，2-结构和3，4-结构的质量含量为5～15％；再将占单体总重量20～30％的苯乙烯和占单体总重