[發明專利]一種表面含叔胺基的聚合物顆粒作為熱可逆反應性填料的用途及其組合物

有效

• 申請號: 201110425134.4
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN103160051A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 陳曉農;耶新;李波;徐日煒;石淑先;蘇志強;張立群
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08L33/08
• 分類號: C08L33/08;C08L25/14;C08F212/08;C08F220/34;C08F2/22
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 劉冬梅

技術領域

本發明涉及本發明涉及一種可交聯的有機聚合物顆粒作為含鹵素側基的聚合物用填料的用途，尤其涉及表面含叔胺基的聚合物顆粒作為含鹵素側基的聚合物用熱可逆反應性填料的用途，及其組合物。?

背景技術

聚合物-微納米填料填充復合材料被廣泛應用。微納米填料常用于彈性體補強，常用的微納米填料如炭黑、二氧化硅、硅酸鹽、粘土以及其它礦物填料。從反應特性而言，填料分為非反應性填料和反應性填料。非反應性填料與聚合物材料之間只有物理相互作用，不發生化學反應，這些填料如炭黑、二氧化硅、粘土等。而反應性填料與聚合物材料之間存在化學反應，形成鍵合，從而提高了填料粒子與聚合物分子鏈之間的相互作用力，達到改善補強作用的效果。?

表面具有反應性官能團的無機粒子或有機聚合物粒子可以作為反應性填料使用，這種反應性填料可以與被填充補強聚合物的側基發生化學反應，從而提高所得材料的性能。采用反應性填料填充聚合物不僅可以起到補強作用，還能減少因填充一般填料引起的聚合物其它力學性能的損失。?

相對于無機粒子而言，聚合物粒子可以很方便地在粒子制備階段通過共聚方式在粒子中引入反應性基團，獲得反應性有機聚合物粒子填料。例如，US6777500提供了一種核殼結構的納米填料的合成方法。該方法將具有重復芳香烯烴單元的交聯?共聚物作為核，在核表面接枝共軛二烯烴的共聚物，形成具有可參與交聯的不飽和碳碳雙鍵結構的外殼，所得聚合物粒子作為填料使用時，具有結構和粒徑可控性以及良好的材料相容性等諸多優點。CN?1688433提供了一種將反應性填料分散于高度取向的聚合物內形成復合材料的方法，所報道的填料可以與聚合物材料反應形成互穿聚合物和粘接性網絡，因此力學性能優異。CN?101765631公開了一種硅烷反應性填料，將該填料分散至橡膠材料中，實現硅烷反應性填料與橡膠材料之間的共價鍵偶聯，達到對橡膠的高效補強效果。?

盡管上述的反應性填料在聚合物增強改性方面有優勢，但大多數經過改性后的聚合物材料中形成了化學交聯，即：交聯反應是永久性的、不可逆的。這就導致補強改性的聚合物難以通過熱塑再加工的方式進行回收再利用，不僅造成了資源浪費，而且廢棄的交聯補強聚合物材料制品產生固體垃圾，導致環境污染問題。?

發明內容

本發明人經過銳意研究發現，當將表面含叔胺基的聚合物顆粒作為填料用于補強改性含有鹵素側基的聚合物材料時，填料顆粒與聚合物材料會發生化學鍵合從而對其進行補強改性，該反應是熱可逆的，使得被補強改性的聚合物材料能夠通過熱塑再加工的方式被再次加工，實現循環加工利用，特別地，加入阻聚劑能促進這種補強改性反應和被補強改性聚合物的再次熱塑加工性，從而完成本發明。?

本發明的目的在于提供一種表面含叔胺基的聚合物顆粒作為具有鹵素側基的聚合物材料的熱可逆反應性填料的用途，其中所述表面含叔胺基的聚合物顆粒由乙烯基單體和含叔胺基的?單體經乳液共聚制得，所述含叔胺基的單體選自乙烯基吡啶及其衍生物、丙烯酸二甲氨基酯及其衍生物、N-甲基二烯丙基胺、乙烯基苯基二甲胺、(甲基)丙烯酸噁唑啉基乙酯、N-(3-二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺、N-(2-二甲氨基)乙基丙烯酰胺、N-(2-二甲氨基)乙基甲基丙烯酰胺等。?

本發明的另一目的在于提供一種可熱塑加工的組合物，其包含以下重量配比的成分：20-60份表面含叔胺基的聚合物顆粒，100份具有鹵素側基的聚合物材料，其中，所述表面含叔胺基的聚合物顆粒由乙烯基單體和含叔胺基的單體經乳液共聚制得，所述含叔胺基的單體選自乙烯基吡啶及其衍生物、丙烯酸二甲氨基酯及其衍生物、N-甲基二烯丙基胺、乙烯基苯基二甲胺、(甲基)丙烯酸噁唑啉基乙酯、N-(3-二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺、N-(2-二甲氨基)乙基丙烯酰胺、N-(2-二甲氨基)乙基甲基丙烯酰胺等。?

本發明的再一目的在于提供一種可熱塑加工的組合物，其包含以下重量配比的成分：20-60份表面含叔胺基的聚合物顆粒，100份具有鹵素側基的聚合物材料，1-10份阻聚劑，其中，所述含叔胺基的單體選自乙烯基吡啶及其衍生物、丙烯酸二甲氨基酯及其衍生物、N-甲基二烯丙基胺、乙烯基苯基二甲胺、(甲基)丙烯酸噁唑啉基乙酯、N-(3-二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺、N-(2-二甲氨基)乙基丙烯酰胺、N-(2-二甲氨基)乙基甲基丙烯酰胺等。?

根據本發明，填料顆粒表面含反應性基團叔胺基，可與具有鹵素側基的線型聚合物發生共價鍵交聯反應，即季銨化反應，該反應是熱可逆性的，在加熱情況下，發生逆反應，由此使得被補強的具有含叔胺側基的聚合物不僅具有優異的補強性能，并具有熱塑加工性能。?