[发明专利]含超支化型杂化多孔材料的功能母粒及其制备方法

说明书

本发明涉及含超支化型杂化多孔材料的功能母粒及其制备方法，将聚合物基体材料与含金属离子的超支化型杂化多孔材料和其他组分混合均匀后熔融挤出制得含超支化型杂化多孔材料的功能母粒，含金属离子的超支化型杂化多孔材料为多孔微球，由超支化型杂化物经成核和生长形成微球后再进行造孔制得；超支化型杂化物的分子结构式主要由分子A、分子B和金属离子Mⁿ⁺构成，n的取值范围为1～3，分子A中的羧基、分子B中的胺基和金属离子Mⁿ⁺间通过离子键和配位键键接形成三角形键合结构，结构式如下：式中，R为阳离子基团、阴离子基团或极性非离子基团。本发明方法简单易行，制得的母粒具有优良的阻燃、抗菌和除臭的功能。

技术领域

本发明属于功能母粒技术领域，涉及含超支化型杂化多孔材料的功能母粒及其制备方法。

背景技术

母粒，别名母料，是一种加工助剂，是功能助剂超常量地载附于树脂中而制成的浓缩体。人们在制备多功能聚合物产品时，通常不必加入相应功能助剂，而只需加入相应的含功能助剂的多功能母料即可。因而，它是当今世界功能助剂应用与聚合物改性最主要的形式之一，其具有工艺简单、使用方便、便于实现生产自动化且生产率高的特点。

超支化聚合物如超支化聚酯等由于与聚酯等聚合物基体结构类似，相容性好，此外，其具有高度支化的分子结构，是一种理想的功能性改性载体，目前在高分子共混领域应用广泛，如超支化聚酯与阻燃剂共混等，但超支化型聚合物作为低分子量的聚合物，其普遍存在易迁移、热熔融温度低、易流动以及难以与热塑性聚合物熔融加工温度区间匹配的问题，极大地影响了产品的加工性能。因此，降低超支化型聚合物的流动性同时提高其热熔融温度等以提高其加工性能具有重要意义。

金属离子负载是一种常见的超支化聚合物改性手段，具体是指通过化学键或者物理键的作用将金属离子键接到载体分子上制得超支化型金属杂化材料，现今该项技术已经广泛的应用在金属离子吸附材料、催化材料、自组装单元、抗菌材料和阻燃材料等方面，载体分子中的羟基、胺基和羧基等基团对金属离子具有良好的螯合作用，能有效的吸附或捕集金属离子(功能性离子)以实现功能性改性。然而虽然将超支化聚合物与金属离子配位得到的有机无机杂化材料在一定程度上近似无机粒子，但目前制备负载金属离子的超支化聚合物使用的溶剂多为有机溶剂，其对环境不友好，此外，合成制得的负载金属离子的超支化聚合物在低极性高聚物基体中难以达到纳米尺度分散，这极大地限制了其在水相聚合物材料成型如溶液纺丝成型的纤维改性中的应用。

此外，目前的超支化型金属杂化材料的种类及形态较少，大多仅具有一项功能如阻燃或抗菌等，无法同时兼具多种功能如同时具有阻燃、抗菌、除臭和吸附功能。在应用时需添加多种材料，增加了成本。

因此，开发一种具有多种功能的功能母粒及其制备方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的问题，提供一种阻燃、抗菌、除臭的含超支化型杂化多孔材料的功能母粒及其制备方法

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

含超支化型杂化多孔材料的功能母粒，主要由聚合物基体和均匀分散在聚合物基体中的含金属离子的超支化型杂化多孔材料组成，含金属离子的超支化型杂化多孔材料为多孔微球，由超支化型杂化物经成核和生长形成微球后再进行造孔制得；

超支化型杂化物的分子结构式主要由分子A、分子B和金属离子Mⁿ⁺构成，n的取值范围为1～3；

分子A为端基含羧基的超支化聚合物分子；

分子B为带胺基的链状分子；

分子A中的羧基、分子B中的胺基和金属离子Mⁿ⁺间通过离子键和配位键键接形成三角形键合结构，结构式如下：

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