[发明专利]耐热性和相容性可调的共聚组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐热性和相容性可调的共聚组合物及其制备方法。

背景技术

目前耐热性和相容性可调的共聚组合物的制备方法，主要包括乙烯基芳香族单体与取代马来酰亚胺单体直接共聚，以及乙烯基芳香族-马来酸酐共聚物酰亚胺化两种。德国专利DE3430802和日本专利JP58-162616介绍了乙烯基芳香族单体与取代马来酰亚胺单体直接共聚法制备耐热性和相容性可调的单体共聚物的方法。这类方法虽然工艺简单，但是取代马来酰亚胺单体成本较高，且单一的马来酰亚胺基团尽管可提供相对较高的玻璃化转变温度，但对某些应用领域如玻纤增强等仍需部分酸酐基团。美国专利US3998907、日本专利JP57-100104、日本专利JP58-217522、日本专利JP58-180506、日本专利JP6-056921和美国专利US5639801介绍了乙烯基芳香族单体-马来酸酐共聚物酰亚胺化制备耐热性和相容性可调的共聚物的方法。这类方法大多需要在催化剂存在下进行，产物中残留的催化剂对于其性能较为不利。而且由于酰亚胺化反应在聚合物大分子链上进行，容易受到位阻效应、电子效应等传质因素限制，因而速度较慢，且很难达到完全酰亚胺化，从而影响产物的耐热性。另外，这些方法都是以乙烯基芳香族-马来酸酐共聚物为原料的，不利于乙烯基芳香族-马来酸酐共聚物合成与耐热性和相容性可调的共聚组合物制备的串联优化。

上述这些方法得到的耐热性和相容性可调的共聚物组合物组成较少，因此无论在相容性还是在耐热性方面，其调节范围都受到很大的限制。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种具有好的热稳定性、透明性和加工流动性，工艺简单、成本较低的耐热性和相容性可调、且调节范围较大的共聚组合物及其制备方法。

本发明的耐热性和相容性可调的共聚组合物，按重量百分比包含：(A)25-99％的乙烯基芳香族单体；(B)0-30％的烯属不饱和腈类单体；(C)1-50％的烯属二元酸衍生物单体，上述各组分之和为100％。

上述的乙烯基芳香族单体为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、邻氯苯乙烯和对氯苯乙烯中的至少一种；所说的烯属不饱和腈类单体为丙烯腈；所说的烯属二元酸衍生物单体为马来酸酐、N-取代马来酰胺酸和N-取代马来酰亚胺中的至少一种，其中N-取代马来酰胺酸的结构式如式(1)，N-取代马来酰亚胺的结构如式(2)，马来酸酐的结构式如式(3)，

式(1)和式(2)中的R代表氢、烷基、羟基、羧基、胺基、环烷基、芳基或含有1至18个碳原子的杂环基团，所说的环烷基、芳基和含有1至18个碳原子的杂环基团环上可用含1至4个碳原子的烷基或卤素取代。

耐热性和相容性可调的共聚组合物的制备方法，有以下两种方案。

方案1：

采用反应釜和排气式双螺杆挤出机串联组合连续制备工艺，其步骤如下：

1)在反应物乙烯基芳香族单体、烯属不饱和腈类单体和烯属五元环类单体中，加入引发剂和溶剂配成溶液，再连续加入反应釜中，在70-130℃下反应，当转化率达20-60％后流出反应釜；所说的烯属五元环类单体是马来酸酐，或马来酸酐和N-取代马来酰亚胺的混合物；以重量百分比计，所说的乙烯基芳香族单体量、烯属不饱和腈类单体量、烯属五元环类单体量分别占反应物总量的25-99％、0-30％和1-50％，以重量百分比计，引发剂用量是反应物总量的0-0.6％，溶剂用量为反应物总量的0-40％。

2)将胺与反应釜流出物一起连续加入到平均停留时间为1-20分钟的排气式双螺杆挤出机，胺与马来酸酐的摩尔比为0.1-6，在130-300℃下反应，再经脱挥，得到耐热性和相容性可调的共聚组合物。

方案2：

采用多反应釜和排气式双螺杆挤出机串联组合连续制备工艺，其步骤如下：