[發(fā)明專利]一種具有可重復(fù)加工性的硅氧烷交聯(lián)聚乙烯及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111076233.6
• 申請(qǐng)日: 2021-09-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113817186B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周光遠(yuǎn);張勇杰;胡雁鳴;劉丕博;任俊濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): C08J3/24
• 分類號(hào): C08J3/24;C08L23/08;C08K5/5419;C08K5/544
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 房艷萍;李馨

本發(fā)明涉及一種具有可重復(fù)加工性的硅氧烷交聯(lián)聚乙烯及其制備方法。所述硅氧烷交聯(lián)聚乙烯如式(I)、(II)、(III)或(IV)所示，其中x為10～5000的整數(shù)，y為5～5000的整數(shù)，x和y可以相同也可以不相同，m為0～(y?1)的整數(shù)；R1，R2，R3和R4為C1～C20的烷基或苯基，R1，R2，R3和R4可以帶有也可以不帶有O，N，S等雜原子。本發(fā)明公開(kāi)的硅氧烷交聯(lián)聚乙烯制備方法簡(jiǎn)單，成本低，性能優(yōu)異，工業(yè)化前景十分廣闊。尤為重要的是，本發(fā)明的硅氧烷交聯(lián)聚乙烯可以實(shí)現(xiàn)再加工，是一種新型的類玻璃體高分子。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有可重復(fù)加工性的硅氧烷交聯(lián)聚乙烯及其制備方法。

背景技術(shù)

聚乙烯屬于典型的碳基聚合物，并以其良好的結(jié)晶性、化學(xué)穩(wěn)定性、電氣絕緣性及優(yōu)異的力學(xué)性能、加工性能等優(yōu)勢(shì)成為使用最廣泛的合成樹(shù)脂之一。普通聚乙烯熱變形溫度較低，為了提高聚乙烯的耐熱性，工業(yè)上通常采用自由基交聯(lián)、輻照交聯(lián)、硅烷交聯(lián)等方法制備具有更高耐熱性的交聯(lián)聚乙烯(XLPE)，后者在高壓絕緣電纜、熱收縮管等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。然而，以上方法往往制備過(guò)程復(fù)雜，且所形成的XLPE為永久化學(xué)交聯(lián)，無(wú)法重復(fù)回收使用，造成巨大的資源浪費(fèi)和環(huán)境壓力(化學(xué)進(jìn)展，2020，32(1)，84-92)。因此，開(kāi)發(fā)一種制備方法簡(jiǎn)單、可重復(fù)回收利用的新型XLPE，具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

類玻璃體高分子(Vitrimer)是一類由動(dòng)態(tài)化學(xué)鍵交聯(lián)形成的新型高分子材料，近年來(lái)相關(guān)研發(fā)工作進(jìn)展迅猛。在使用工況下，Vitrimer結(jié)構(gòu)中的動(dòng)態(tài)化學(xué)鍵交聯(lián)點(diǎn)不進(jìn)行交換過(guò)程，從而具有與傳統(tǒng)交聯(lián)聚合物類似的高剛性、高耐熱性等優(yōu)異性能。在加工條件下，動(dòng)態(tài)化學(xué)鍵發(fā)生快速交換，交聯(lián)點(diǎn)被解開(kāi)，從而使得Vitrimer具有傳統(tǒng)熱塑性聚合物的優(yōu)異加工性能。因此，Vitrimer被稱為是由動(dòng)態(tài)化學(xué)鍵交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的可再加工的交聯(lián)聚合物(Progress in Polymer Science，2020，104，101233)。

專利CN105143336A利用硅羥基端基聚硅氧烷與烷氧基硅基功能化聚乙烯之間的縮合反應(yīng)，制備帶有聚硅氧烷交聯(lián)鍵的交聯(lián)聚乙烯；專利US4831081利用硅氫基團(tuán)功能化的聚硅氧烷與聚烯烴結(jié)構(gòu)中的反應(yīng)性雙鍵進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)，制備聚硅氧烷交聯(lián)鍵的交聯(lián)聚乙烯。然而，專利CN105143336A及專利US4831081提出的交聯(lián)聚乙烯不具備可再加工性能，無(wú)法回收重復(fù)利用。利用羥基與烷氧基硅烷之間的酯交換反應(yīng)，Guan等報(bào)道了基于硅氧硅動(dòng)態(tài)化學(xué)鍵的聚乙烯基Vitrimer(J.Am.Chem.Soc.2019,141,42,16595)，但其制備方法較為復(fù)雜、實(shí)用性較差。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種具有可重復(fù)加工性的硅氧烷交聯(lián)聚乙烯及其制備方法。

本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種具有可重復(fù)加工性的硅氧烷交聯(lián)聚乙烯，根據(jù)交聯(lián)劑的不同類型，其結(jié)構(gòu)如式(I)、(II)、(III)或(IV)所示的四種形式：

其中：

x為10～5000的整數(shù)，優(yōu)選為20～2000，y為5～5000的整數(shù)，優(yōu)選為10～1000，x和y可以相同也可以不相同，m為0～(y-1)的整數(shù)；

R1，R2，R3和R4為C1～C20的烷基或苯基，R1，R2，R3和R4可以帶有也可以不帶有O，N，S等雜原子。

本發(fā)明還提供上述式(I)、(II)、(III)或(IV)所示的具有可重復(fù)加工性的硅氧烷交聯(lián)聚乙烯的制備方法，所述方法包括如下步驟：