[發明專利]一種新型超支化增容劑及其合成方法

在審

• 申請號: 201710085190.5
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN107011524A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 李春江;夏敏;唐紅建;王曉青;陸俊;梁曉青;毛科鑄;楊沖沖;單芙蓉;黃富銘;安豐穎
• 申請（專利權）人: 新疆天業（集團）有限公司;天能化工有限公司
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C08L27/06;C08L23/12;C08L87/00
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技術領域

本發明涉及一種新型超支化增容劑及其制備方法，具體涉及一種以支化主鏈為聚（胺-酯）結構、以端基為長鏈烷端基—十六烷基的超支化聚合物增容劑，屬于固體火箭推進劑的技術領域。

背景技術

聚氯乙烯（PVC）是五大通用樹脂之一和具有優良使用性能的通用塑料，原料來源廣泛、成本低廉、綜合性能優良，應用廣泛。其產量僅次于聚乙烯（PE）位居世界樹脂產量的第二位。自1997年以來，聚氯乙烯的產量以每年3%的速度遞增，2005年全球產量達3130萬噸。北美、歐洲（包括俄羅斯）和非洲、遠東地區超過全球聚氯乙烯產量和需求量的4/5。

PVC具有優良的耐化學試劑、耐水、耐溶劑性能，電氣性能優良，絕緣性好，而且阻燃性能優異，具有自熄性；聚氯乙烯可采用多種方法成型，可以方便地采用擠出、吹塑、壓延、注射等方法加工成各種管材、棒材、薄膜等。因此，PVC被廣泛應用于農膜、化工生產、建材、包裝材料、電線電纜等各個領域。但其自身的缺陷又限制了它的進一步發展，表現為: PVC脆性大、熱穩定性差、制品易變色、加工性能不佳。因此，對PVC進行改性研究，從而得到高強、高韌、穩定好、成型工藝性能優良的高附加值PVC材料一直是眾多研究者和商家追求的目標。

PVC合金化一直以來是獲得高性能PVC的有效手段，并受到廣泛關注。PVC合金是以PVC為主體的多種樹脂共混改性得到的復合材料，此處“合金”二字與金屬并無關系，它是利用物理共混或化學接枝的方法而獲得的高性能、功能化、專用化的一類新材料。PVC合金產品可廣泛用于汽車、電子、精密儀器、辦公設備、包裝材料、建筑材料等領域。它能改善或提高現有塑料的性能并降低成本，已成為塑料工業中最為活躍的品種之一，目前增長十分迅速。

然而，許多聚合物基本上是不相容的，在加工時會分離致使混合物產品之物理性能低劣，然而通過加入相容劑可大大改善這種不相容性。例如，在通行比例構成(即33％PE、39％PVC和28％PET)混合廢塑料中加入三元乙丙橡膠或聚醋酸乙烯共聚物可達到增容目的，而且還可改善抗沖擊強度和斷裂伸長率。因此，制約PVC合金研究的最大瓶頸就是合金組分相容性及相界面間作用力的問題，如何有效增加合金組分之間的相容性、增強相界面間的相互作用力，是獲得性能優異的PVC合金材料的關鍵。

超支化聚合物（Hyperbranched polymer，HBP）是近二十多年才出現的一種新型高分子材料，由于其分子鏈具有高度支化的拓撲結構（如圖1中所示），因此能表現出許多線性聚合物所不具備的獨特性能，如多官能度、低粘度、性能可控性高等。超支化聚合物獨特的魅力在于其具有高度支化的三維結構、大量的可以通過改性使之功能化的端基、分子之間無纏結和良好的溶解性、低鉆度和高的化學反應活性等特點。與樹形大分子相比超支化聚合物的合成相對簡單，因而具有制備簡單、產率高、價格低廉、易工業化生產等優點，使得超支化大分子在許多領域里都顯示出誘人的應用前景，特別是在那些傳統線性分子無力顧及的范圍更可以顯示其優良的性能。

借助超支化聚合物結構和性能的可設計性（見附圖1超支化聚合物結構示意圖），針對PVC分子結構特點和PVC合金性能要求，通過超支化聚合物分子結構和端基官能團的合理設計，有望獲得一種多功能且高效的PVC合金增容改性劑，不僅能夠改善PVC合金的相結構，還能提高PVC合金的力學、成型工藝性能等其它性能。本發明即通過新型超支化增容改性劑的分子設計、合成及其在PVC共混合金中的應用研究，獲得能顯著改善PVC與PP或PE等聚烯烴材料相容性的新型高效增容劑，為獲得性能優異、經濟附加值高的PVC共混合金材料提供技術基礎，并有望產生較大的經濟和社會效益。

發明內容

合成得到PVC共混合金用新型超支化增容改性劑，有效改善PVC與等非極性高聚物間相容性，獲得綜合性能良好的PVC共混合金。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

超支化聚合物增容劑的分子鏈由內層的超支化聚（胺-酯）和外層的十六烷基端基構成，因此在合成上需采取先合成超支化聚（胺-酯），在對其進行端基改性的技術途徑。其具體合成路線如下：采用A₂B 型單體N,N-二羥乙基-3-胺基丙酸甲酯的有核準一步法合成得到，即第一代按反應中心核與單體反應的摩爾比投料，反應得第1代產物；然后在第1代產物中加入一定摩爾比的單體進行反應，得第2代產物……，如此循環得到不同代數的超支化聚（胺-酯）產物；以十六烷酰氯對第3代羥端基超支化聚（胺-酯）進行端基接枝改性，得到兩親性端烷基超支化聚（胺-酯）(A-HPAE)。