專利名稱：苯乙烯系共聚物的制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高耐沖擊苯乙烯系共聚物的制法，特別是一種藉由控制操作流程來(lái)減少反應(yīng)起始劑的使用，以達(dá)到制作流程穩(wěn)定、容易控制聚合物品質(zhì)等效果的制法。
背景技術(shù)：
苯乙烯系共聚物為常見(jiàn)的塑膠制品，特別是苯乙烯與丁二烯的共聚物，其以添加有機(jī)鋰作為起始劑，使苯乙烯單體與丁二烯單體發(fā)生共聚反應(yīng)成為苯乙烯-丁二烯塑膠，此種材質(zhì)常適用于制造無(wú)色透明的包裝或其它相同性質(zhì)的物品，然而這種無(wú)色透明的材質(zhì)在包裝應(yīng)用上，對(duì)于環(huán)境壓力及耐溫度性仍有要求，特別是食品及醫(yī)藥品的包裝，各式各樣的產(chǎn)品因產(chǎn)品性質(zhì)的不同對(duì)于包裝材質(zhì)的要求也不同，以油品為例，塑膠容器儲(chǔ)存含有油基性物質(zhì)例如奶油、豬油、人造黃油、烹飪用油、沙拉醬等等，都會(huì)因?yàn)橛突晕镔|(zhì)產(chǎn)生的環(huán)境壓力而產(chǎn)生容器的損壞，因此該類苯乙烯系的塑膠材質(zhì)因其應(yīng)用的領(lǐng)域特殊，對(duì)于品質(zhì)及強(qiáng)度的要求也較高。
以現(xiàn)今苯乙烯系與二烯系共聚物的制法而言，同樣以苯乙烯及丁二烯為例，其制法中在導(dǎo)入苯乙烯及丁二烯時(shí)，需添加起始劑兩次以上，因此造成流程不易控制，合成的聚合物分子量分布不穩(wěn)定，誤差大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人鑒于前述常規(guī)的苯乙烯系共聚物的制法在制作過(guò)程中及成品品質(zhì)上仍存在缺點(diǎn)，因而予以重新構(gòu)思，主要利用制程中重復(fù)導(dǎo)入反應(yīng)單體的步驟，從而達(dá)到減少起始劑的使用及控制流程穩(wěn)定的發(fā)明目的。
本發(fā)明的目的是提供一種高耐沖擊苯乙烯系共聚物的制法，僅單次使用起始劑，即能控制操作流程，制作出透明硬質(zhì)高耐沖擊的共聚物。
為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)手段在于提供了一種高耐沖擊苯乙烯系共聚物的制法，其制程步驟包括將苯乙烯系單體與丁基鋰系起始劑混入含有催化劑的溶劑中進(jìn)行反應(yīng)；再于反應(yīng)系統(tǒng)中導(dǎo)入苯乙烯系單體及二烯系單體進(jìn)行反應(yīng)，直到所有單體反應(yīng)完畢；零至多次重復(fù)導(dǎo)入苯乙烯系單體與二烯系單體；及最后導(dǎo)入苯乙烯系單體，待苯乙烯系單體耗盡即終結(jié)反應(yīng)。
本發(fā)明利用同時(shí)導(dǎo)入苯乙烯系單體與二烯系單體的多次重復(fù)過(guò)程，以達(dá)到延續(xù)聚合反應(yīng)、減少所使用的反應(yīng)起始劑及穩(wěn)定制程的目的。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種苯乙烯系共聚物的制法，包括將苯乙烯系單體與丁基鋰系起始劑混入含有催化劑的溶劑中進(jìn)行反應(yīng)；再于反應(yīng)系統(tǒng)中導(dǎo)入苯乙烯系單體及二烯系單體進(jìn)行反應(yīng)，直到所有單體反應(yīng)完畢；零至多次重復(fù)導(dǎo)入苯乙烯系單體與二烯系單體；最后導(dǎo)入苯乙烯系單體，待苯乙烯系單體耗盡即終結(jié)反應(yīng)。
首先將苯乙烯系單體與丁基鋰系起始劑混入適當(dāng)溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，其中苯乙烯系單體種類的碳原子總數(shù)為8～12，而溶劑種類為碳?xì)浠衔锵♂屢?，包括鏈狀和環(huán)狀鏈烷，如戊烷、己烷、辛烷、環(huán)己烷、環(huán)戊烷或以上種類的組合等等，并且溶劑中選擇性添加催化劑，催化劑為可與上述碳?xì)浠衔锵♂屢夯ト艿臉O性化合物，以增進(jìn)起始劑的效益，加速聚合反應(yīng)速率，例如乙醚(ether)、硫酯(thioester)、叔胺(tertiary amines)或四氫呋喃(tetrahydrofuran)等等。其中苯乙烯系單體用量為10～40％重量比例(與成品總重相比較，以下重量單位皆相同)；丁基鋰系起始劑的用量為900～3000ppm(part per million)重量比例；催化劑的用量為0-1.5％重量比例，反應(yīng)起始溫度為5～50℃。本發(fā)明的具體實(shí)施例中苯乙烯系單體系為苯乙烯(styrene)，其添加正丁基鋰(n-butyllithium)為起始劑，并以己烷(hexane)為溶劑，催化劑則為四氫呋喃。
當(dāng)上述苯乙烯系單體與丁基鋰系起始劑反應(yīng)完成后，再于反應(yīng)系統(tǒng)中導(dǎo)入苯乙烯單體及二烯單體進(jìn)行反應(yīng)，其中苯乙烯系單體可為同一或不同種類的苯乙烯系單體，二烯系單體種類為低級(jí)二烯類(diene)，碳原子數(shù)為4～8，例如1，3-丁二烯(1，3 butadiene)、2-甲基-1，3-丁二烯(2-methyl-1，3butadiene)、2-乙基-1，3-丁二烯(2-ethyl-1，3 butadiene)、2，3-二乙基-1，3-丁二烯(2，3-diethyl-1，3 butadiene)及以上種類的組合。其中苯乙烯系單體用量為5～30％重量比例；二烯系單體用量為2.5～40％重量比例；反應(yīng)溫度為40～80℃。本發(fā)明的具體實(shí)施例中，此步驟所用的苯乙烯系單體仍為相同的苯乙烯，二烯系單體為1，3-丁二烯。
直到所有苯乙烯系單體與二烯系單體反應(yīng)完畢后，再多次重復(fù)導(dǎo)入苯乙烯系單體與二烯系單體至少一次以上，其操作條件與上述步驟相同。
最后導(dǎo)入苯乙烯單體，待苯乙烯單體耗盡即終結(jié)反應(yīng)，所形成的聚合物結(jié)構(gòu)如下S-(D/S)n-S其中S代表苯乙烯系單體；其中D代表二烯系單體；及D/S代表苯乙烯系單體與二烯系單體的漸縮嵌段(tapered block)。
而終結(jié)反應(yīng)的最優(yōu)選作法為導(dǎo)入終止劑，終止劑為二氧化碳、水或含有1～3個(gè)碳原子的氫氧基化合物。
反應(yīng)中所使用的苯乙烯系單體的全部用量為成品的60～90％重量比例，而二烯系單體的全部用量為成品的40～10％重量比例。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于利用同時(shí)導(dǎo)入苯乙烯系單體與二烯系單體并多次重復(fù)，以達(dá)到延續(xù)聚合反應(yīng)的效果，僅須在程序操作的剛開(kāi)始時(shí)添加起始劑，不同于傳統(tǒng)苯乙烯系聚合物的制法中需要多次添加起始劑的繁雜過(guò)程，并能減少所使用的反應(yīng)起始劑，避免多次調(diào)配產(chǎn)生的誤差，讓流程易于控制，進(jìn)一步達(dá)到穩(wěn)定制程及控制苯乙烯系共聚物分子量分布穩(wěn)定、品質(zhì)穩(wěn)定的目的，所產(chǎn)生的苯乙烯系共聚物具有質(zhì)硬、透明、耐沖擊的特性，同時(shí)能在各種使用條件下保持高透光性，以維持其應(yīng)用于包裝時(shí)的品質(zhì)。
藉由本發(fā)明的制法，只需在聚合反應(yīng)開(kāi)始時(shí)添加起始劑，即可使制程反應(yīng)穩(wěn)定，具有容易控制及誤差少的特點(diǎn)，并能降低制程方面的成本，而此法在本領(lǐng)域中未見(jiàn)使用，兼具有發(fā)明專利申請(qǐng)的新穎性、創(chuàng)造性及實(shí)用性要求，因此提出專利申請(qǐng)。
以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，然其并非用以限定本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)在此公開(kāi)的實(shí)施方案可進(jìn)行并不偏離本發(fā)明范疇和精神的改進(jìn)和變化。
權(quán)利要求
1.一種苯乙烯系共聚物的制法，其制法步驟如下(1)將苯乙烯系單體與丁基鋰系起始劑混入含有催化劑的溶劑中進(jìn)行反應(yīng)；(2)再于反應(yīng)系統(tǒng)中導(dǎo)入苯乙烯系單體及二烯系單體進(jìn)行反應(yīng)；(3)零至多次重復(fù)導(dǎo)入苯乙烯系單體與二烯系單體進(jìn)行反應(yīng)；及(4)最后導(dǎo)入苯乙烯系單體，待苯乙烯系單體耗盡即終結(jié)反應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1的制法，其中苯乙烯系單體用量為成品的60～90％重量比例；二烯系單體用量為成品的40～10％重量比例。
3.如權(quán)利要求1的制法，其中苯乙烯系單體種類的碳原子總數(shù)為8～12；溶劑的種類為碳?xì)浠衔锵♂屢海x自下列鏈狀和環(huán)狀鏈烷群組戊烷、己烷、辛烷、環(huán)己烷、環(huán)戊烷或以上種類的任意組合；催化劑為可與碳?xì)浠衔锵♂屢夯ト艿臉O性化合物，選自下列群組乙醚、硫酯、叔胺或四氫呋喃；二烯系單體種類為低級(jí)烯類，碳原子數(shù)為4～8。
4.如權(quán)利要求3的制法，其中二烯系單體可選自下列群組1，3-丁二烯、2-甲基-1，3-丁二烯、2-乙基-1，3-丁二烯、2，3-二乙基-1，3-丁二烯及以上種類的任何組合。
5.如權(quán)利要求1的制法，其中步驟(1)中苯乙烯系單體用量為10～40％重量比例；丁基鋰系起始劑的用量為900～3000ppm重量比例；催化劑的用量為0-1.5％重量比例；及反應(yīng)起始溫度為5～50℃
6.如權(quán)利要求1的制法，其中步驟(2)中苯乙烯系單體用量為5～30％重量比例；二烯系單體用量為2.5～40％重量比例；反應(yīng)溫度為40～80℃。
7.如權(quán)利要求2的制法，其中苯乙烯系單體為苯乙烯；二烯系單體為1，3-丁二烯；溶劑為己烷；催化劑為四氫呋喃。
8.如權(quán)利要求1的制法，其中步驟(2)中再導(dǎo)入的苯乙烯單體可為同一或不同種類的苯乙烯系單體。
9.如權(quán)利要求1的制法，其中步驟(3)中，重復(fù)時(shí)所導(dǎo)入的苯乙烯單體可為同一或不同種類的苯乙烯系單體；所導(dǎo)入的二烯單體可為同一或不同種類的二烯單體。
10.如權(quán)利要求1的制法，其中終結(jié)反應(yīng)的作法為導(dǎo)入終止劑，該終止劑選自二氧化碳、含有1～3個(gè)碳原子的氫氧基化合物或水。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高耐沖擊苯乙烯系共聚物的制法，特別是一種制作硬質(zhì)透明的高耐沖擊性苯乙烯系－二烯系共聚物的制法，其制法包括將苯乙烯系單體與丁基鋰系起始劑混入含有催化劑的溶劑中進(jìn)行反應(yīng)；再于反應(yīng)系統(tǒng)中導(dǎo)入苯乙烯系單體及二烯系單體進(jìn)行反應(yīng)，直到所有單體反應(yīng)完畢；零至多次重復(fù)導(dǎo)入苯乙烯系單體與二烯系單體；最后導(dǎo)入苯乙烯系單體，待苯乙烯系單體耗盡即終結(jié)反應(yīng)，因此本制法只需在聚合反應(yīng)開(kāi)始時(shí)添加起始劑，即可使得制程中反應(yīng)穩(wěn)定，并具有容易控制及分子量準(zhǔn)確的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08F212/08GK1539859SQ0312244
公開(kāi)日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2003年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月24日
發(fā)明者陳杰民 申請(qǐng)人:陳杰宏