[发明专利]一种由热引发的双固化透明互穿网络聚合物及其制备方法

说明书

本发明公开一种由热引发的双固化透明互穿网络聚合物及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明聚合物是包括以下重量份的原料制备而成：多元硫醇10‑60份、丙烯酸酯10‑40份、环氧树脂10‑50份、催化剂0.02‑2份。本发明采用阶段程序升温的工艺，通过在硫醇‑丙烯酸酯体系中引入第三组分环氧树脂形成硫醇‑丙烯酸酯‑环氧树脂互穿网络聚合物，由于刚性苯环结构的加入，弥补了硫醇‑丙烯酸酯二元固化体系中柔性硫醚键的缺陷，改善了硫醇‑丙烯酸酯交联体系力学性能差的问题，所得的透明互穿网络聚合物体系抗冲击强度极大的提高，表现出优异的韧性。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种由热引发的双固化透明互穿网络聚合物及其制备方法。

背景技术

点击化学(Click Chemistry)是快速合成大量化合物的新方法，具有反应操作简单、反应条件温和，对氧、水不敏感、产物收率高，选择性好、反应速率快且反应过程中副产物少或无副产物产生等优点。硫醇-烯点击反应具有反应迅速、过程简单、不需要金属催化等优点，从而成为固化、表面改性等反应的最佳选择。硫醇-烯的迈克尔加成反应通常由硫醇与烯通过点击反应实现，此反应可以合成树枝状/超支化聚合物。超支化聚合物工业化的最大阻力是其反应效率低、提纯困难、副反应多，而点击反应效率高、副反应少极好地解决了这一问题。

巯基-双键通过点击反应形成的固化体系一直是获得均匀交联网络结构和理想性能材料的主要方法。但由于柔性硫醚键的形成、低交联密度和缺少刚性结构，使得该二元体系固化形成的聚合物表现出力学性能较差、硬度低等缺点。

发明内容

本发明通过在硫醇-丙烯酸酯体系中引入第三组分环氧树脂形成硫醇-丙烯酸酯-环氧树脂互穿网络聚合物，并结合程序升温，采用热引发的分步聚合法形成透明互穿网络聚合物的制备方法，改善了硫醇-丙烯酸酯交联体系力学性能差的问题。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：

一种由热引发的双固化透明互穿网络聚合物，包括以下重量份的原料制备而成：多元硫醇10-60份、丙烯酸酯10-40份、环氧树脂10-50份、催化剂0.02-2份。

优选的，所述多元硫醇为四(3-巯基丁酸)季戊四醇酯、乙二醇二(3-巯基丙酸酯)、1,4-丁二醇二(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四巯基乙酸酯、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、2,3-二硫代(2-巯基)-1-丙烷硫醇中的一种或多种。

优选的，所述丙烯酸酯为1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、聚二季戊四醇六丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。

优选的，所述环氧树脂为环氧树脂E-51、环氧树脂E-44、烯丙基环氧树脂中的一种或者多种。

优选的，所述催化剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、4-二甲氨基吡啶、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯一种或者多种。

一种由热引发的双固化透明互穿网络聚合物的制备方法，包括以下步骤：

1)按重量份将环氧树脂、丙烯酸酯进行混合，并于真空环境下搅拌均匀，得到A组分；

2)按重量份将多元硫醇和催化剂混合均匀，得到B组分；

3)将A组分和B组份充分混合，在真空下搅拌脱气，得到反应混合物；

4)将反应混合物倒入模具中进行程序升温热固化，得到终产物。

将终产物从模具中取出，可进行后续的力学性能和热学性能的测试。

优选的，步骤(1)-(3)控制反应温度为-10℃-20℃。

更优选的，步骤(1)-(3)控制反应温度为-10℃-10℃