[發明專利]一種由熱引發的雙固化透明互穿網絡聚合物及其制備方法

有效

• 申請號: 202110135551.9
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112940503B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 李佳林;符含月;王宇博;金君素
• 申請（專利權）人: 江蘇希歐科技有限公司;北京化工大學
• 主分類號: C08L81/02
• 分類號: C08L81/02;C08L63/00;C08G75/045
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 安麗艷

本發明公開一種由熱引發的雙固化透明互穿網絡聚合物及其制備方法，屬于高分子材料技術領域。本發明聚合物是包括以下重量份的原料制備而成：多元硫醇10?60份、丙烯酸酯10?40份、環氧樹脂10?50份、催化劑0.02?2份。本發明采用階段程序升溫的工藝，通過在硫醇?丙烯酸酯體系中引入第三組分環氧樹脂形成硫醇?丙烯酸酯?環氧樹脂互穿網絡聚合物，由于剛性苯環結構的加入，彌補了硫醇?丙烯酸酯二元固化體系中柔性硫醚鍵的缺陷，改善了硫醇?丙烯酸酯交聯體系力學性能差的問題，所得的透明互穿網絡聚合物體系抗沖擊強度極大的提高，表現出優異的韌性。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種由熱引發的雙固化透明互穿網絡聚合物及其制備方法。

背景技術

點擊化學(Click Chemistry)是快速合成大量化合物的新方法，具有反應操作簡單、反應條件溫和，對氧、水不敏感、產物收率高，選擇性好、反應速率快且反應過程中副產物少或無副產物產生等優點。硫醇-烯點擊反應具有反應迅速、過程簡單、不需要金屬催化等優點，從而成為固化、表面改性等反應的最佳選擇。硫醇-烯的邁克爾加成反應通常由硫醇與烯通過點擊反應實現，此反應可以合成樹枝狀/超支化聚合物。超支化聚合物工業化的最大阻力是其反應效率低、提純困難、副反應多，而點擊反應效率高、副反應少極好地解決了這一問題。

巰基-雙鍵通過點擊反應形成的固化體系一直是獲得均勻交聯網絡結構和理想性能材料的主要方法。但由于柔性硫醚鍵的形成、低交聯密度和缺少剛性結構，使得該二元體系固化形成的聚合物表現出力學性能較差、硬度低等缺點。

發明內容

本發明通過在硫醇-丙烯酸酯體系中引入第三組分環氧樹脂形成硫醇-丙烯酸酯-環氧樹脂互穿網絡聚合物，并結合程序升溫，采用熱引發的分步聚合法形成透明互穿網絡聚合物的制備方法，改善了硫醇-丙烯酸酯交聯體系力學性能差的問題。

為實現上述技術目的，本發明所采用的技術方案為：

一種由熱引發的雙固化透明互穿網絡聚合物，包括以下重量份的原料制備而成：多元硫醇10-60份、丙烯酸酯10-40份、環氧樹脂10-50份、催化劑0.02-2份。

優選的，所述多元硫醇為四(3-巰基丁酸)季戊四醇酯、乙二醇二(3-巰基丙酸酯)、1,4-丁二醇二(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇四巰基乙酸酯、季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、2,3-二硫代(2-巰基)-1-丙烷硫醇中的一種或多種。

優選的，所述丙烯酸酯為1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、聚二季戊四醇六丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或多種。

優選的，所述環氧樹脂為環氧樹脂E-51、環氧樹脂E-44、烯丙基環氧樹脂中的一種或者多種。

優選的，所述催化劑為2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、4-二甲氨基吡啶、1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯一種或者多種。

一種由熱引發的雙固化透明互穿網絡聚合物的制備方法，包括以下步驟：

1)按重量份將環氧樹脂、丙烯酸酯進行混合，并于真空環境下攪拌均勻，得到A組分；

2)按重量份將多元硫醇和催化劑混合均勻，得到B組分；

3)將A組分和B組份充分混合，在真空下攪拌脫氣，得到反應混合物；

4)將反應混合物倒入模具中進行程序升溫熱固化，得到終產物。

將終產物從模具中取出，可進行后續的力學性能和熱學性能的測試。

優選的，步驟(1)-(3)控制反應溫度為-10℃-20℃。

更優選的，步驟(1)-(3)控制反應溫度為-10℃-10℃