[发明专利]星形高抗冲聚苯乙烯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料合成与制备技术领域，涉及一类星形高抗冲聚苯乙烯及其制备方法。更具体地说，本发明涉及具有如下结构组成的星形高抗冲聚苯乙烯及其制备方法，星形高抗冲聚苯乙烯是具有(SBC-PS)n-C所示结构的星形丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物和具有(PS)n-C所示结构的星形苯乙烯均聚物的原位复合物，其中：SBC为丁二烯/苯乙烯共聚物嵌段，PS为苯乙烯均聚物嵌段，C为多官能团烷基锂引发剂残基，n为多官能团烷基锂引发剂的官能度且其值大于等于3。 

背景技术

高抗冲聚苯乙烯(HIPS)通常是采用自由基聚合机理制备的(R-HIPS)，目前大多采用以DOW和BASF公司为代表的本体连续法工艺制备，首先将增韧橡胶(聚丁二烯橡胶或丁苯共聚物橡胶)溶解到苯乙烯中，再通过热或引发剂引发聚合，单体难以实现全部转化，转化率一般在80％左右。不足之处：必须进行单体回收，聚合反应过程易于生成苯乙烯齐聚物，头头相连的聚苯乙烯在加工过程中易于断链，分子量分布较宽，更高分子量聚苯乙烯制备难度较大，单体残留量较大(通常控制在150ppm左右)。 

阴离子聚合是实现聚合物分子结构设计最为精确、有效的手段，单体可以实现全部转化，产品纯净，单体残留量可以达到10ppm以下。与上述苯乙烯自由基本体连续聚合相比，苯乙烯阴离子本体聚合存在着以下缺点：高单体浓度下，聚合反应速度非常快，聚合热难以及时撤除，聚合体系温度难以控制；高 温条件下，阴离子聚合容易发生副反应，增长活性中心易于分解异构化。因此，阴离子聚合通常是以较低浓度的溶液聚合方式(一般小于20％wt.)、在较低的温度下(小于60℃)实施的。 

BASF公司采用阻滞阴离子聚合技术(Retarded Anionic Polymerization)成功地制备了基于阴离子聚合方法的高抗冲聚苯乙烯(简称A-HIPS：AnionicHigh Impact Polystyrene)[Philippe Desbois，Volker Warzelhan，etal，Anionic High Impact Polystyrene：A New Process for Low Residual andLow Cost HIPS，Macromolecular Symposia，2006，240：194-205]。要实现对苯乙烯阴离子本体聚合反应速率进行控制，阻滞剂(Retarder)至关重要。BASF公司以烷基锂为引发剂，开发了一系列与之配套的阻滞剂，从第一代烷基镁体系入手，发展到目前成熟的第二代烷基铝体系。研究发现：烷基铝既不是引发剂，也不是链转移剂，仅起到抑制聚合反应速度的作用，聚合过程保持了阴离子聚合的特点。当Al/Li＞1时，聚合体系处于休眠状态；当Al/Li＜1时，可根据Al/Li大小来调控聚合反应速率。 

由于BASF公司采用的烷基锂引发剂均为单官能团烷基钾引发剂，所制备的高抗冲聚苯乙烯均为线形结构，难以实现星形高抗冲聚苯乙烯的制备。本发明采用多官能团烷基锂引发剂，采用阻滞阴离子聚合方法所制备的星形高抗冲聚苯乙烯不仅具有十分优异的抗冲击性能，而且星形结构也将赋予材料良好的加工性能。本发明的星形高抗冲聚苯乙烯还可以被进一步官能化，例如氢化、环氧化、羟基化、羧基化等，也可以用于橡塑共混改性。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出了一种星形高抗冲聚苯乙烯及其制备方法，与传统生产工艺采用自由基聚合方法所制备的高抗冲聚苯乙烯(HIPS)以及BASF 公司采用阴离子聚合方法所制备的高抗冲聚苯乙烯(A-HIPS)不同之处就在于本发明所制备的是一类具有星形结构的高抗冲聚苯乙烯，是以多官能团烷基锂为引发剂、采用阻滞阴离子聚合方法实现的。星形结构不仅赋予了高抗冲聚苯乙烯优异的物理机械性能，而且保证了高分子量高抗冲聚苯乙烯良好加工性能。