[发明专利]一种侧基含有硅氧烷的乙烯共聚物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种侧基含有硅氧烷基团的乙烯共聚物及其制备方法与应用。该类共聚物可以由乙烯、极性单体、含硅氧烷基团的烯烃单体通过共聚合方法制备，也可以通过将含硅氧烷基团的烯烃单体以自由基接枝方法结合到乙烯/极性单体共聚物上进行制备。所制备的乙烯共聚物是一种具有阻燃功能的新型乙烯共聚物。

技术领域

本发明涉及一种乙烯共聚物及其制备方法，特别是一种侧基含有硅氧烷的乙烯共聚物及其制备方法与应用。

背景技术

乙烯/极性单体共聚物是以乙烯和极性烯烃单体经共聚而得的弹性体，其主链为饱和碳链，侧基多为极性酯基。特殊结构赋予其诸多特点，不仅可在高温下长期使用，还具有优异的耐低温性能，是优异的特种弹性体，其耐热、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线、力学性能和加工性能都十分优异。同时，极性侧基可以很好地与其它材料相容，克服了非极性聚烯烃弹性体与其它聚合物相容性差的问题。代表性产品包括乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯/丙烯酸酯共聚物(AEM)等。然而，作为典型的有机高分子，此类材料在实际应用中面临着阻燃改性的重要需求。例如，人们早期通过添加卤系阻燃剂的方式改善材料的易燃性，但是卤系阻燃剂由于燃烧后易产生有害物质而逐渐受到应用限制。目前阻燃剂主要以高效、低烟、无毒为发展方向，包括磷系阻燃剂、膨胀型复合阻燃剂、有机硅阻燃剂、无机阻燃剂在内的众多无卤阻燃剂都得到了广泛研究，而这类添加型阻燃剂通常都面临着表面改性的要求，才能更好地在聚合物基体中实现分散，并且用量往往很大，甚至需要添加50％以上才能起到较好的阻燃效果，这无疑对制品的弹性造成很大影响，不利于制品性能的优化。

发明内容

如果能将阻燃功能基团直接键合到聚合物分子链上，将有望彻底改善阻燃剂的分散问题，加工过程中也不会发生阻燃剂的聚集；同时由于实现了分子级的分散，更加有利于阻燃效率的提高。本发明通过将硅氧烷链段以化学方法接入到乙烯共聚物侧基上，从而赋予乙烯共聚物基体阻燃功能，使传统的乙烯共聚物获得在阻燃材料领域的应用。

本发明提供一种侧基含有硅氧烷的乙烯共聚物，具有如下结构：

其中，R¹为C₁～C₁₂的酯基或C₆～C₂₀的芳香基，R²为H或CH₃，R³为C₂～C₂₀的酯基，R⁴为H或CH₃；x＝100～100000，优选x＝500～50000；y＝100～50000，优选y＝500～20000；z＝0.0001x～0.2x，优选z＝0.001x～0.1x；m为1～3的正整数，n为1～100的正整数。

本发明的另一目的在于提供所述侧基含有硅氧烷的乙烯共聚物的制备方法，包括如下方法(一)或(二)中任一种：

(一)将乙烯和α-烯烃(I)、α-烯烃(II)在引发剂存在下进行共聚合反应得到侧基含有硅氧烷的乙烯共聚物；

(二)将乙烯和α-烯烃(I)在引发剂存在下进行共聚合反应得到乙烯/α-烯烃(I)共聚物；将乙烯/α-烯烃(I)共聚物和α-烯烃(II)在引发剂作用下，通过自由基接枝反应得到侧基含有硅氧烷的乙烯共聚物；

α-烯烃(I)：

α-烯烃(II)：