[其他]用乳液共聚合法制备含有异氰酸酯基团及其衍生物侧基的高聚物

说明书

意外地发现１－（１－异氰酸酯－１－甲基乙基）－３－（１－甲基乙基）苯（间－ＴＭＩ）能与其它单体进行乳液共聚合反应生成有用的高聚物。例如，已发现，间－ＴＭＩ能与双烯烃单体进行乳液共聚合反应生成含有异氰酸酯侧基的高聚物。这类异氰酸酯侧基有各种不同的用途。例如这种异氰酸酯侧基可作为化学试剂，如抗降解剂结合到高聚物上去的活性点。由于含有异氰酸酯侧基的弹性体可不用硫进行交联，从而也很有实用价值。这类含异氰酸酯侧基的弹性体还能进行可逆的热交联。

众所周知，异氰酸酯易与水反应，实际上，异氰酸酯能在酸式碱的催化作用下发生水解反应这一事实在有机化学教科书中已有叙述。如马奇1968年著的高级有机化学;反应，机理和结构（第658页）。异氰酸酯的水能生成各种伯胺和二氧化碳，如以下反应所示：

由于异氰酸酯基团易和水反应，因此在正常情况下未曾研究过含有异氰酸酯基团的单体的乳液聚合反应。例如美国专利第4429096号透露了一种方法，该方法是用阳离子氨基甲酸酯结构“封锁”间一TMI上的异氰酸酯基，然后聚合成高聚物。该阳离子氨基甲酸酯结构能用加热法消除，以再生出聚合过程中被封锁的异氰酸酯基团。

本发明披露了一种方法。其中，TMI能与其它不饱和乙烯基单体进行乳液或悬浮共聚合生成高聚物而无须“封锁”TMI上的异氰酸酯基团。更准确地说这种方法是使TMI聚合成含有TMI的共聚物。聚合反应是在含有（a）TMI（b）至少外加一种不饱和乙烯基单体（c）自由基引发剂体系（d）水的含水介质中进行。含水介质中还可进一步任意加入表面活性剂（乳化剂）。

本发明还揭示了TMI和双烯烃单体的乳液共聚方法。其中所说的乳液共聚合是在含有（a）TMI，（b）至少一种双烯烃单体;（c）乳化剂，（d）氧化还原引发剂体系，（e）溴代烃链转移剂，和（f）水的含水介质中进行。本发明还披露了TMI和双烯烃单体的乳液共聚合生成含TMI的共聚物。这一乳液共聚合反应是在含有（a）TMI，（b）至少一种双烯烃单体，（c）乳化剂，（d）氧化还原引发剂体系，（e）二异丙基黄原二硫化物（diisopropylxanthogendisulfide），和（f）水的含水介质中进行。

本发明的方法是非常有用的，因为它可用于制备不用硫即可交联（硫化）的弹性体。这种弹性体有可能以热可逆的方式产生交联，这种弹性体的组成含有许多从TMI和至少一种双烯烃单体衍生出来的重复单元。本发明还公开了一种交联的弹性体组分，该弹性体组分是由TMI和至少一种双烯烃单体衍生出来的高聚物链组成，其中所说的高聚物链至少用一种双官能团或多官能团活泼氢化合物，例如二元胺，二元酵或二硫醇发生交联。

曾经意外地发现1-（1-异氰酸-1-甲基乙基）-3-（1-甲基乙烯基）苯（TMI）能利用乳液聚合或悬浮聚合方法在含水系统发生聚合生成高聚物。间-TMI的分子结构式如下：

此聚合反应是在含有：TMI，至少外加一种不饱和乙烯基单体，自由基引发剂体系，水和可任意选择的表面活性剂（肥皂）的含水介质中进行。

通常本发明可利用间-TMI或对-TMI进行聚合。但是间-TMI或容易从市场上买到，因此最好选用间-TMI。