[发明专利]多功能化乙烯基聚合物的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及化工产品，尤其涉及一种多功能化乙烯基聚合物的制备方法及其应用。

背景技术

在工业生产中传统使用的抗静电剂一般是用小分子的表面活性剂，表面活性剂是分子结构中同时含有亲水性和亲油性两种基团的两亲化合物，一般通过共混的方式添加到聚合物中，通过迁移的方式富集在聚合物的表面上，从而起到消除静电荷，或减少表面摩擦，使之不产生过多的静电荷，以达到抗静电目的。如CN100410306C公开了一种由特定有机磺酸酯阴离子和有机鳞阳离子形成的磺酸酯鳞盐为实质成分，并且以总计为0.1～300ppm的浓度含有碱金属离子和/或碱土金属离子的物质作为合成高分子材料用抗静电剂。这种抗静电剂可以不损坏合成高分子材料本来的色相和透明性，并赋予该合成高分子材料以优异抗静电性。然而这种小分子的抗静电剂其耐久性较差，抗静电成分在使用过程中易因水洗摩擦而脱落，因此是一种暂时性的抗静电处理技术。并且这类的小分子抗静电剂热稳定性较差，对聚合物基体的物理性能损害较大，特别是由于容易流失，在与皮肤接触后会对人体造成损害。

此外，在抗菌方面，迄今为止，大多数抗菌材料的制备仍是采用在塑料基体中混合无机抗菌金属离子的方法。这些金属离子包括银、铜、锡、锌或者汞离子等。这些无机小分子抗菌剂是通过迁移作用富集在材料表面，与细菌接触后产生抗菌作用，随着抗菌剂的流失，其抗菌效果不断衰减。此外，重金属对哺乳动物体细胞具有较高的毒性因此，用这种方法制成的抗菌材料存在人体毒性和环境污染的风险，其越来越不被人们所接受，更不能用作与人体紧密接触的纺织品材料。例如，CN1552767A公开了将用铝酸酯偶联剂进行表面改性的纳米TiO₂添加到EVA中，然后进行挤出造粒制备纳米抗菌杀毒塑料。它解决了常规纳米TiO₂塑料体系存在的粉体分散均匀性差，及制品表面存在缺陷及色泽差等问题，但是抗菌效果并不突出。CN1078227C公开了将无机抗菌剂粉末直接加入到EVA和PE中，经挤出机共混制成抗菌母料。韩国专利KR9204827B报导了将季铵盐类抗菌剂加入到EVA、PU和PVC等中，制得抗菌防臭的鞋垫。

为了解决上述问题，CN1282698C公开了通过溶液、熔融、或固相反应的方法，将一种含有双键的多元胺与胍盐聚合物接枝到聚烯烃树脂上，得到的功能化聚烯烃可以作为一种抗静电或抗菌母料添加到聚烯烃中，从而可以实现聚烯烃抗静电、抗微生物的效果。然而，随着亚甲撑数的减小，生物相容性提高，抗有害微生物的功能下降；相反随着亚甲撑数的增加，生物相容性下降，抗有害微生物的功能提高；以亚甲撑数7为界限，低于7的结构适于用作生物相容性材料，而高于7的结构适于用作抗有害微生物材料。由于CN1282698C所述的多元胺与胍盐聚合物只含有一种亚甲撑结构，因此在作为一种抗菌剂使用时无法同时兼顾抗菌效果和生物相容性，也就是说，当这种多元胺与胍盐聚合物的抗菌效果提高时，会对人体伤害有较高的风险；而当对人体安全的情况下，抗菌效果又不佳。另外，这种较大分子上所带的双键活性不高，在与聚烯烃基体进行自由基接枝反应时会导致效率低下，因此会使大部分的多元胺与胍盐聚合物不能以化学键与聚烯烃基体相联接，只是以游离的形式存在于聚烯烃基体中，当这种多元胺与胍盐聚合物析出到聚烯烃表面后，会有人体伤害的风险。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种多功能化乙烯基聚合物的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种多功能化乙烯基聚合物的制备方法，包括以下步骤：

A、制备官能化乙烯基聚合物：

在引发剂的作用下，使含有多种官能团的烯类单体在第二烯烃单体的协同作用下与具有式(1)所示结构的乙烯基聚合物进行接枝反应，制备分子链上带有官能团的官能化乙烯基聚合物；

式(1)中，G为-COOH、-COO(CH2)0-10-CH3、-CN、-OOCCH3、-C1、-CH3或-H中的一种或几种的组合物；

n为150-1200的自然数；

B、制备多功能化乙烯基聚合物：

将式(2)所示结构的共缩聚物与步骤A所制备的官能化乙烯基聚合物进行化学反应，制备功能化乙烯基聚合物；

式(2)中，A为HCl、HBr、HNO3、H2CO3或H3PO4中的一种；

h与i为0-8的自然数，但h与i不能同时为0，J为1-8的自然数；