[发明专利]一种用于紫外光交联的新型纳米杂化光交联剂的制备方法

说明书

一种用于紫外交联聚烯烃的纳米杂化光交联剂的制备方法，通过分子设计遴选出合适的结构在保证和聚合物基体具有良好相容性的前提下减少交联剂在加工温度下的挥发和迁移，并借助纳米材料和聚合物基体之间的作用来提高聚合物材料的各项力学和电学性能。本发明利用巯基双键反应将含有双键的小分子交联剂和含巯基的偶联剂反应，然后将纳米二氧化硅接到反应产物上。对最终制得的反应产物进行红外吸收光谱的测试，2570cm^‑1处的巯基吸收峰消失以及在3436cm^‑1处出现Si‑OH伸缩振动峰说明反应成功。本发明用于交联剂的制备。

技术领域

本发明涉及一种用于紫外光交联的纳米杂化助交联剂，具体的说是一种用于紫外光交联聚烯烃的纳米杂化交联剂的制备方法。

背景技术

聚烯烃是聚合物材料中用量最大，用途最广泛的通用热塑性高分子材料，在国民经济建设和日常生活中起着重要的作用。不过聚烯烃的软化点和机械强度通常较低，应用受到限制。提高聚烯烃性能的最有效的方式就是促使其交联，形成三维网状结构，这将显著提高其使用温度和增强抗应力开裂能力。交联聚烯烃已经成为日益重要又广泛使用的聚合物材料。

紫外光交联聚烯烃体系主要包括聚烯烃基料，光引发剂和交联剂。紫外光交联聚烯烃的原理是光引发剂通过吸收特定波长的紫外光线并形成游离基，这些游离基在夺取聚烯烃链中的氢原子，促使聚烯烃分子链相互连接，最终由线型结构转变为三维网状结构的大分子。而为了加快交联的反应速率并提高其交联度，还会加入适量的交联剂。在紫外光辐照和引发剂的作用下，聚烯烃主链和交联剂分子上都会产生自由基，进而发生复合、交联。而交联剂的存在之所以会增加紫外光交联的反应速率，原因在于交联剂相比聚烯烃分子能够更有效的捕获三重激发态的光引发剂，从而减少了三重激发态光引发剂由于失活反应造成游离基降低的概率；另外聚烯烃自由基通过交联剂之间形成网状结构的速率要远大于聚烯烃自由基之间的反应速率。

在实际生产过程中，含有交联剂的聚合物混合物料从挤出机挤出时的温度可达200℃，以前使用的小分子交联剂在此温度下的蒸气压很高，会发生热迁移，从而导致交联效率的降低。同时蒸发出来的光引发剂和交联剂会在空气中冷凝，弥散在空气中或者附着在紫外光灯的内壁上，不仅影响生产效率，还会极大的危害工人的身体健康。因此有学者研制了大分子的交联剂来减少紫外光交联过程中的热迁移。另外为了提高交联聚烯烃的电学和力学性能，普遍做法是向聚烯烃材料中机械共混纳米材料，但是由于纳米材料具有易团聚、和聚合物相容性差等缺点，其在聚合物材料中的分散性严重影响到了复合物的性能。所以本发明采用将光引发剂和交联剂和无机纳米进行杂化的方法，既保证了纳米粒子的分散性，又能有效提高交联聚烯烃材料的电学和力学性能，而纳米杂化在紫外交联体系中的研究颇少，此处就不举例说明。

中国专利申请号200610126942.X提出了一种使用长链烷基二苯甲酮作为大分子光引发剂的方法，该光引发剂在加工温度下具有具有较低的蒸气压，同时与聚烯烃材具有良好的相容性，有效解决了光引发剂的挥发和迁移的问题，但是其使用的依旧是常规的小分子交联剂，在加工温度下仍存在挥发和迁移的问题。

中国专利申请号201410486001.1提出了一种二巯基化合物、烯丙基交联剂以及引发剂制备的具有超支化结构的大分子交联剂，该交联剂在加工温度下挥发性显著降低；同时由于具有超支化结构的特性，交联剂上具有很多的末端基团，交联效果好，和聚烯烃基体也具有良好的相容性。但是聚合物的电性能和力学性能一般。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于紫外光交联的新型纳米杂化光交联剂的制备方法，以克服现有技术中的缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于紫外光交联的新型纳米杂化光交联剂的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)预产物的制备；