[发明专利]端羧基超支化聚合物及其在高性能塑料复合材料制备中的应用

说明书

本发明属于高分子材料的制备及应用技术领域，具体公开了一种端羧基超支化聚合物及其在高性能塑料复合材料制备中的应用。其中端羧基超支化聚合物以多元酸或酸酐或它们的混合物为第一单体、以多元醇或多元醇醚为第二单体、以多元胺或多元醇胺或多羟基含氮化合物为第三单体，在催化剂的作用下进行反应制得；在塑料中添加0.2～5.0wt%所制备的端羧基超支化聚合物，可显著改善填料与塑料之间的相容性，使填料的用量达到接近80%，成倍提高塑料的熔融指数、显著降低加工温度，本发明方法制备的端羧基超支化聚合物可应用于尼龙、聚烯烃等塑料与玻纤、碳酸钙等填料的复合及其节能加工、改性等领域。

技术领域

本发明属于高分子材料的制备及应用技术领域，特别是涉及端羧基超支化聚合物及其在高性能塑料复合材料制备中的应用。

背景技术

塑料的节能加工技术一直是高分子复合材料领域研究的热点。常规的流动改性剂如硬脂酸、EBS、蜡、硅酮等材料能提高熔融指数能力有限，这些润滑剂的热分解温度低，加工过程中挥发性较大，难于应用于高温工程塑料，此外这些润滑剂仅能制备填料含量相对较低的塑料复合材料。填料对塑料复合材料的强度和耐热性的提高具有重要作用，特别是工程塑料领域，填料含量的增加有助于工程塑料强度的增加和降低成本，同时填料增加，流动性降低而难于加工，因此研究工程塑料用高温流动助剂成为其领域高性能化的必要手段。

超支化聚合物具有较小的流体力学体积、较低的熔体粘度、较高的官能度和优异的相容性，已经成为塑料、涂料、树脂等领域的重要添加剂。现有技术和报道中，大多超支化聚合物都是由两类单体(第一和第二单体)来合成，用于塑料领域的超支化聚酯基本是以多元酸或酯与多元醇单体进行酯化反应而获得，这类超支化聚酯能成倍增加塑料的熔融指数，但是热分解温度偏低，大多低于250℃，难用于高温尼龙等工程塑料，并且因为主体的聚酯结构，与尼龙等极性工程塑料相容性较弱，仅能制备玻纤等填料含量在30-40wt％的工程塑料，难于制备更高填料含量的工程塑料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种端羧基超支化聚合物和高性能塑料复合材料的制备方法，该方法所得超支化聚合物综合性能优良，能有效提高塑料中填料的用量、提高熔融指数及改善产品质量。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：

一种端羧基超支化聚合物的制备方法，由第一单体、第二单体和第三单体在催化剂和有机溶剂的作用下进行反应制得；

所述反应的温度为120～240℃、时间为4～20h，反应至无水馏出即可结束，得到所述端羧基超支化聚合物；

所述第一单体为多元酸和/或多元酸酐；进一步的，所述多元酸为二元以上的脂肪酸或芳香酸，所述多元酸酐为二元以上的脂肪酸或芳香酸的酸酐。

优选的，所述第一单体为均苯四甲酸、己二酸、癸二酸、对苯二甲酸、苯酐、顺酐、丁二酸、戊二酸、甲基六氢苯酐、甲基四氢苯酐、间苯三甲酸和间苯二甲酸中的一种或两种以上；

所述第二单体为多元醇或多元醇醚；

进一步的，所述多元醇为三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇等脂肪族多元醇、

中的一种或两种以上，其中，a为1～8的整数；

进一步的，所述多元醇醚为所述多元醇的脂肪族醚，所述脂肪族醚结构为甲醚、乙醚、丙醚或丁醚；

优选的，所述第二单体为丙二醇、三乙醇胺、甘油、季戊四醇四甲醚、季戊四醇四乙醚、环己二醇、丁二醇和三羟甲基丙烷中的一种或两种以上；

所述第三单体为多元胺或多元醇胺或多羟基含氮化合物；进一步，所述第三单体为