[发明专利]一种季铵盐离子化改性聚合物的制备方法和应用

说明书

本发明公开一种季铵盐离子化改性聚合物的制备方法和应用，通过采用季铵盐对乙烯‑丙烯酸类共聚物进行改性，制备了季铵盐改性乙烯‑丙烯酸类共聚物材料，采用季铵盐改性乙烯‑丙烯酸类共聚物能够明显改善材料同无机材料间的粘合力，同时改善材料的低温强度，并能够在一定范围内改善材料透明性，并降低材料雾度，从而大大拓宽材料的应用范围。同时本发明的季铵盐改性乙烯‑丙烯酸类共聚物材料可用于制备夹胶玻璃用聚合物中间膜，该类中间膜同玻璃具有极好的粘结力，且光学性能好，制备工艺简单易行，能够在常规夹胶玻璃生产设备上制备出合格的安全夹胶玻璃。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种季铵盐离子化改性聚合物的制备方法和应用。

背景技术

离子型聚合物是由美国杜邦公司开发的一种新型高分子材料，它是在乙烯和丙烯酸等单体的共聚物主链上引入金属离子(如钠、钾、锌、镁等)进行交联后制得的产品。由于大分子主链上有离子键存在，使得聚合物具有交联大分子的物理特性(如在正常温下强度高、韧性大)，且当加热到一定温度时，其金属离子形成的交联链可离解，而不影响其再次熔融加工，因而表现出热塑性，并在冷却后可再次交联，因此是一种高强韧性的热塑性材料。同时，离子化改性还可以改善聚合物同无机材料表面间的粘附性能，从而大大拓宽材料的应用领域，离子型聚合物目前广泛应用于金属表面覆膜、铝箔覆膜包装、滑雪板表层、滑雪靴、滑冰靴、食品包装、玻璃制品表面涂层、管道螺丝保护盖、荧光灯表面保护等领域。但离子化改性的生产工艺复杂，目前杜邦公司是全球唯一的离子型聚合物生产厂家。

由于离子化改性通常采用无机金属氧化物或氢氧化物(如氢氧化钠、氢氧化镁、氧化钙、氧化锌等)对乙烯-丙烯酸类共聚物进行离子化改性，反应物相容性差，反应设备及工艺复杂。尽管离子化改性可极大改善材料的低温强度、赋予材料同无机金属、玻璃等更好的粘结力，如能充分反应，也可进一步抑制聚合物结晶性能，以改善材料的光学性能。但由于反应为聚合物同金属化合物间的反应，二者相容性差，极易因反应不均匀、不充分导致产品雾度进一步增加。并且具有良好光学性能的高端离子型聚合物产品，其生产更具难度、良品率低。为解决这一问题，往往需要在反应结束后添加一定量丙烯酸类单体以去除未反应的金属氢氧化物及氧化物等。然而丙烯酸类单体的添加会致使材料强度、耐水性或耐候性下降。

因此，寻找一种简单易行的制备高透、高强度的新型聚合物的制备工艺是实现高强度离子化聚合物国产化供应，突破国外产品限制的关键。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供一种季铵盐离子化改性聚合物的制备方法和应用，以在改善材料粘结力及强度等性能的同时，仍能确保材料具有极佳的光学性能。

本发明是通过如下技术方案实现所述技术效果的：

本发明提供一种季铵盐离子化改性聚合物的制备方法，包括将季铵盐与乙烯-丙烯酸类共聚物共混，进行离子交换反应，制备得到所述季铵盐离子化改性聚合物。

根据本发明的实施方案，所述离子交换反应在密闭反应器中进行。例如，所述密闭反应器可选自密炼机、捏合机或密闭压力反应釜等。

根据本发明的实施方案，所述季铵盐可以为单季铵盐或双季铵盐，优选为双季铵盐。

根据本发明的实施方案，所述季铵盐可以为一种单季铵盐或几种单季铵盐的混合物，如：所述季铵盐选自四甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、二甲基苄基氯化铵、羟丙基双硬脂基二甲基氯化铵等中的一种或几种的混合物。

根据本发明的实施方案，所述季铵盐可以为一种双季铵盐或几种双季铵盐的混合物，如：所述季铵盐选自N-十六烷基亚丙基二胺双氯化铵、双羟丙基四甲基乙二胺双氯化铵、双羟丙基四甲基乙二胺双溴化铵、十二烷基四甲基乙二胺双氯化铵等中的一种或几种的混合物。

根据本发明的实施方案，所述季铵盐可以为上文定义的一种单季铵盐或几种单季铵盐与一种双季铵盐或几种双季铵盐的混合物。