[发明专利]一种具有可重复加工性的硅氧烷交联聚乙烯及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有可重复加工性的硅氧烷交联聚乙烯及其制备方法。所述硅氧烷交联聚乙烯如式(I)、(II)、(III)或(IV)所示，其中x为10～5000的整数，y为5～5000的整数，x和y可以相同也可以不相同，m为0～(y‑1)的整数；R1，R2，R3和R4为C1～C20的烷基或苯基，R1，R2，R3和R4可以带有也可以不带有O，N，S等杂原子。本发明公开的硅氧烷交联聚乙烯制备方法简单，成本低，性能优异，工业化前景十分广阔。尤为重要的是，本发明的硅氧烷交联聚乙烯可以实现再加工，是一种新型的类玻璃体高分子。

技术领域

本发明属于高分子新材料技术领域，具体涉及一种具有可重复加工性的硅氧烷交联聚乙烯及其制备方法。

背景技术

聚乙烯属于典型的碳基聚合物，并以其良好的结晶性、化学稳定性、电气绝缘性及优异的力学性能、加工性能等优势成为使用最广泛的合成树脂之一。普通聚乙烯热变形温度较低，为了提高聚乙烯的耐热性，工业上通常采用自由基交联、辐照交联、硅烷交联等方法制备具有更高耐热性的交联聚乙烯(XLPE)，后者在高压绝缘电缆、热收缩管等领域具有重要应用。然而，以上方法往往制备过程复杂，且所形成的XLPE为永久化学交联，无法重复回收使用，造成巨大的资源浪费和环境压力(化学进展，2020，32(1)，84-92)。因此，开发一种制备方法简单、可重复回收利用的新型XLPE，具有重要的社会和经济价值。

类玻璃体高分子(Vitrimer)是一类由动态化学键交联形成的新型高分子材料，近年来相关研发工作进展迅猛。在使用工况下，Vitrimer结构中的动态化学键交联点不进行交换过程，从而具有与传统交联聚合物类似的高刚性、高耐热性等优异性能。在加工条件下，动态化学键发生快速交换，交联点被解开，从而使得Vitrimer具有传统热塑性聚合物的优异加工性能。因此，Vitrimer被称为是由动态化学键交联网络构成的可再加工的交联聚合物(Progress in Polymer Science，2020，104，101233)。

专利CN105143336A利用硅羟基端基聚硅氧烷与烷氧基硅基功能化聚乙烯之间的缩合反应，制备带有聚硅氧烷交联键的交联聚乙烯；专利US4831081利用硅氢基团功能化的聚硅氧烷与聚烯烃结构中的反应性双键进行硅氢加成反应，制备聚硅氧烷交联键的交联聚乙烯。然而，专利CN105143336A及专利US4831081提出的交联聚乙烯不具备可再加工性能，无法回收重复利用。利用羟基与烷氧基硅烷之间的酯交换反应，Guan等报道了基于硅氧硅动态化学键的聚乙烯基Vitrimer(J.Am.Chem.Soc.2019,141,42,16595)，但其制备方法较为复杂、实用性较差。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提供一种具有可重复加工性的硅氧烷交联聚乙烯及其制备方法。

本发明通过如下技术方案实现：

一种具有可重复加工性的硅氧烷交联聚乙烯，根据交联剂的不同类型，其结构如式(I)、(II)、(III)或(IV)所示的四种形式：

其中：

x为10～5000的整数，优选为20～2000，y为5～5000的整数，优选为10～1000，x和y可以相同也可以不相同，m为0～(y-1)的整数；

R1，R2，R3和R4为C1～C20的烷基或苯基，R1，R2，R3和R4可以带有也可以不带有O，N，S等杂原子。

本发明还提供上述式(I)、(II)、(III)或(IV)所示的具有可重复加工性的硅氧烷交联聚乙烯的制备方法，所述方法包括如下步骤：