[發明專利]可循環使用的POE vitrimer彈性體、發泡材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011034687.2
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112126150B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 程林;俞煒;尤偉;劉思俊
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C08L23/08
• 分類號: C08L23/08;C08L63/00;C08K5/09;C08K5/092;C08J9/32;C08J9/10;C08J9/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 顧艷哲

本發明公開一種可循環使用的POE vitrimer彈性體、發泡材料及其制備方法和應用，可循環使用的POE vitrimer彈性體包括以下重量份的原料組分：乙烯?辛烯共聚物0?90份、環氧樹脂改性的乙烯?辛烯共聚物10?100份，交聯劑1?30份，催化劑0.5?5份。本方法制備的POE vitrimer發泡材料相比于傳統的POE發泡材料具有既可進行多次重復發泡，又可反復重塑加工的優點，并能保持良好的力學性能，可以有效實現本體POE發泡材料的可重復利用及循環使用。

技術領域

本發明涉及發泡材料技術領域，具體涉及一種可循環使用的POE vitrimer彈性體、發泡材料及其制備方法和應用。

背景技術

聚烯烴彈性體(POE)是由乙烯或丙烯與分子量較高的α-烯烴嵌段共聚制成的聚合物材料，POE的高分子鏈具有交替的無定形嵌段和結晶或玻璃態嵌段。無定形鏈段作為“軟”鏈段為聚合物提供了良好的彈性恢復能力；而結晶或玻璃態鏈段作為“硬”鏈段可以形成物理交聯網絡為POE提供了較高的拉伸強度。在絕大多數情況下，為了更好的彈性效果，POE結構中的無定形嵌段的含量較高，但這會導致材料的熔融溫度降低，同時低結晶度的POE材料的在耐溶劑性和回復性上的表現較差，種種原因導致了其在較高工作溫度下的穩定性降低，從而嚴重限制了POE材料在惡劣環境中的應用。因此，如何在保持高彈性的同時提升POE材料的耐熱性和耐溶劑性成為了亟待解決的問題。

在POE材料中引入共價交聯網絡可以顯著提高彈性體的耐熱性和耐溶劑性，但是傳統的交聯方式其交聯過程通常是不可逆的，這大大降低了材料的拉伸性能和再加工性。若將POE聚合物網絡進行動態交聯，所獲得的材料不僅會表現出與常規熱固性材料相當的機械性能，而且能像熱塑性材料一樣進行再加工和回收。然而如何獲取具有所需強度的，高彈性，耐溶劑和耐熱性的動態交聯POE材料依舊是一個巨大的挑戰，因為很難在非極性聚烯烴中引入互補的交換基團以獲得均勻枝接的分子結構。

POE是聚丙烯、聚碳酸酯和高密度聚乙烯的良好的增韌改性劑，但是極性弱的POE不易作為極性聚合物的改性劑。為了改善POE和極性聚合物之間的混溶性，通常功能化或者將一些不飽和的含極性官能團的低分子化合物基團(例如馬來酸酐，環氧化物，甲基丙烯酸甲酯，硅烷極其衍生物等)枝接改性到POE的分子鏈上。將甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)經過熔融枝接到POE分子鏈上。GMA枝接改性的POE，即POE-g-GMA能夠與多種基團發生反應，例如羧酸，酰胺和醇等，因此POE和極性聚合物之間不混溶的問題得到了極大改善。

在聚烯烴發泡領域，常用的發泡材料有PP、PE等，并且大都實現產業化生產，產品也遍布在社會的各個角落。但是對于POE發泡材料的研究卻稍顯不足。POE泡沫具有良好的耐潮、耐老化、耐低溫、抗沖擊、性價比高等優點，可直接作為發泡材料進行直接推廣。

通常，POE彈性體及其發泡材料是通過化學交聯劑如過氧化二異丙苯(DCP)、偶氮二甲酸二異丙酯等進行交聯，由于常用的化學交聯劑交聯的POE材料屬于化學不可逆結構，使得這類材料無法直接回收利用。

中國專利CN 104448376A公開了一種軟質乙烯-辛烯熱塑性彈性體泡沫材料的制備方法，該發明是以DCP為交聯劑，以Ti0₂、ZnO、ZnSt₂為助劑，以AC為發泡劑，在60-70℃將POE進行包輥塑化后進行模壓發泡。該方法采用的是構建了不可逆交聯的POE結構進行發泡，無法直接實現POE泡沫本體材料的可循環使用。

基于材料的熱性能，聚合物可被分為熱塑性材料和熱固性材料兩種。熱塑性聚合物能夠重復加工利用，但往往機械性能存在不足；熱固性聚合物的三維交聯網絡結構使其擁有較好的機械強度和耐溶劑性能，但不能重復加工。

發明內容