[发明专利]一种嵌段共聚物及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料及高分子材料合成技术领域，公开了一种嵌段共聚物及其制备方法。该方法包括在烯烃聚合条件下，在惰性溶剂存在下，将乙烯、共聚单体与催化剂接触进行聚合反应，催化剂含有催化剂前体和烷基铝氧烷，该催化剂前体具有式I所示的结构，R₁、R₂和R₄各自独立地为氢原子或者C1‑C20的烷基；R₃为苯基、卤代苯基或者烷氧基苯基；M为钛、锆或铪；将乙烯、共聚单体与催化剂接触进行聚合反应的方法包括：先将共聚单体与催化剂接触进行第一聚合反应，然后在共聚单体存在下将乙烯与第一聚合反应体系接触进行第二聚合反应。该方法可制备得到二嵌段、三嵌段以及多嵌段乙烯嵌段共聚物，且嵌段共聚物的分子量分布窄、熔点高。

技术领域

本发明涉及高分子材料及高分子材料合成技术领域，具体地，涉及一种嵌段共聚物及其制备方法。

背景技术

进入21世纪以来，随着国民经济水平的提高和国防工业的需要，高分子材料，特别是聚烯烃材料发挥着越来越重要的作用：由于聚烯烃原料丰富低廉，容易加工成型，每年在世界范围内生产的聚烯烃产品超过了一亿吨，成为最大规模的产业之一；聚烯烃材料具有相对较小的密度、良好的耐化学药品性、耐水性以及良好的机械强度、电绝缘性等特点，可用于薄膜、管材、板材、各种成型制品、电线电缆等，不仅在农业、包装、汽车、电器等日用杂品方面有广泛的用途，为人类的衣食住行提供了便利，还在国防、能源，航空航天等战略性项目中发挥着巨大作用。

聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer，POE)是美国DOW化学公司以茂金属为催化剂的具有窄相对分子质量分布和均匀的短支链分布的热塑性弹性体。这种弹性体的主要性能非常突出，在很多方面的性能指标超过了普通弹性体。材料的耐热温度被提高，永久变形减小，拉伸强度、撕裂强度等主要力学性能都有很大程度的提高。多用途的POE弹性体能够超过PVC、EVA、SBR、EMA和EPDM，今后POE可能取代传统的EPDM。由于POE的优异性能使其在汽车行业、电线电缆护套、塑料增韧剂等方面都获得了广泛应用。但该类材料的使用温度大多在70℃以下，不利于高温使用。因此提高聚烯烃弹性体类产品的可加工温度具有较大意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种嵌段共聚物及其制备方法，该方法可制备二嵌段共聚物，且嵌段共聚物的分子量分布窄，熔点高。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种嵌段共聚物的制备方法，该方法包括在烯烃聚合条件下，在惰性溶剂存在下，将乙烯、共聚单体与催化剂接触进行聚合反应，所述催化剂含有催化剂前体和烷基铝氧烷，其中，该催化剂前体具有式I所示的结构，

其中，R₁、R₂和R₄各自独立地为氢原子或者C1-C20的烷基；R₃为苯基、卤代苯基或者烷氧基苯基；M为钛、锆或铪；

其中，将乙烯、共聚单体与催化剂接触进行聚合反应的方法包括：先将共聚单体与催化剂接触进行第一聚合反应，然后在共聚单体存在下将乙烯与第一聚合反应体系接触进行第二聚合反应。

第二方面，本发明提供了前述方法制备得到的嵌段共聚物。

本发明的嵌段共聚物的制备方法，可制备得到二嵌段的乙烯嵌段共聚物(根据优选的实施方式，进行三步以上聚合反应可以得到三嵌段以及多嵌段的乙烯嵌段共聚物)，聚合活性在10⁴-10⁵g·mol^-1(M)·h^-1之间(其中，M为钛、锆或铪)，所得的嵌段共聚物的重均分子量在10万-22万之间，分子量分布小于2.0，熔点可高达120℃，共聚单体(硬段)可引入的摩尔含量为20-50％，共聚单体与乙烯的共聚单元(软段)的摩尔含量为50-80％，且本发明的制备嵌段共聚物的方法中所使用的催化剂前体，制备方法简单，成本低，重复性好，易于工业化。