[發(fā)明專利]一種含硅氧烷的聚烯烴樹脂及其制備方法與應用

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• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113185642A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 牛慧;孫爽;龐洪昌
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C08F255/02
• 分類號: C08F255/02;C08F230/08;C08F210/02;C08F210/06;C08L23/08;C08L23/06
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 周媛媛;李馨

本發(fā)明公開了一種側基含有硅氧烷的聚烯烴樹脂及其制備方法。該樹脂通過聚烯烴自由基接枝方法或烯烴共聚合方法制備。聚烯烴側基的硅氧烷含量可以進行調節(jié)，燃燒時生成二氧化硅并促進聚合物成炭，從而賦予聚烯烴樹脂可調控的自阻燃功能。

技術領域

本發(fā)明涉及一種聚烯烴樹脂及其制備方法與應用，特別是一種側基含硅氧烷的聚烯烴樹脂的制備方法與應用。

背景技術

以聚乙烯和聚丙烯為代表的聚烯烴樹脂作為產量最大的高分子材料，具有密度低、熔點高、力學性能優(yōu)越等優(yōu)點，并且有突出的化學穩(wěn)定性，應用十分廣泛。然而，聚乙烯和聚丙烯分子中只含有碳、氫元素，屬于易燃高分子材料，這極大限制了其應用范圍的進一步拓展。提高聚烯烴樹脂的阻燃性能一直以來都是科研人員的關注領域，同時也具有重要的實用意義。迄今為止，在聚烯烴材料中添加阻燃劑依然是其阻燃的主要手段。常用阻燃劑主要包括鹵系阻燃劑、無機類阻燃劑、含磷有機物阻燃劑等。其中，鹵系阻燃劑是目前世界上用量最大的有機阻燃劑之一，以其添加量少、阻燃效果顯著在高分子材料阻燃領域占有重要地位；但是也存在發(fā)煙量大，燃燒產物中含有毒有害成分等弊病。無機類阻燃劑以金屬氫氧化物為代表，具有安全性高、抑煙效果好、環(huán)保等優(yōu)點，目前在高分子材料的阻燃改性中的占比逐年提高。無機類阻燃劑要更好地與有機高分子相互作用，還需要對無機物的表面進行有機化改性，才能起到更好的相容效果；此外，無機阻燃劑通常需要較高填充量(＞50％)才能得到良好的阻燃效果，這在一定程度上限制了無機阻燃劑的應用。

除了上述常用的阻燃劑體系之外，硅系阻燃劑在燃燒時能產生二氧化硅無機層及炭化物，從而形成隔離層抑制燃燒，不僅可以大大改善材料的阻燃和抑煙性，還能保證材料的力學性能。但是，昂貴的價格限制了其在以聚丙烯為代表的通用高分子材料阻燃改性方面的應用。本發(fā)明通過將硅氧烷鏈段以化學方法接入到聚烯烴側基上，賦予聚烯烴材料自阻燃性能，還能保證聚烯烴樹脂本身優(yōu)良的力學性能，同時本方法還具有制備路線簡單的優(yōu)點。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種側基含有硅氧烷的聚烯烴樹脂，具有通式Ⅰ、通式Ⅱ、通式Ⅲ或通式Ⅳ的結構：

其中，R¹為C₁～C₂₀的直鏈、支鏈或異構化的烷基，或C₆～C₂₀的芳香基，R²為H或CH₃；x＝100～100000，優(yōu)選500～50000；y＝0.0001x～0.1x，優(yōu)選0.001x～0.05x；m為1～3的正整數(shù)，n為1～100的正整數(shù)。

本發(fā)明的另一目的在于提供所述側基含有硅氧烷的聚烯烴樹脂的制備方法，

通式Ⅰ或通式Ⅲ的制備方法，包括如下方法(一)或方法(二)所述步驟：

(一)將聚乙烯或聚丙烯與具有下述結構的α-烯烴在引發(fā)劑作用下，通過自由基接枝反應得到含硅氧烷的聚烯烴樹脂；

(二)將乙烯或丙烯和具有下述結構的α-烯烴在催化劑存在下進行共聚合反應得到聚合物；

R¹為C₁～C₂₀的直鏈、支鏈或異構化的烷基，或C₆～C₂₀的芳香基，優(yōu)選R¹為C₂～C₈的直鏈烷基，或C₆～C₁₄的芳香基，R²為H或CH₃；m為1～3的正整數(shù)，優(yōu)選2或3；n為1～100的正整數(shù)，優(yōu)選1～20的正整數(shù)。

通式Ⅱ或通式Ⅳ的制備方法，包括如下方法(三)或方法(四)所述步驟：