[发明专利]一种室温制备交联聚合物的方法

说明书

本发明属于功能聚合物合成领域，具体涉及一种室温制备交联聚合物的方法。将乙烯基单体与4‑乙烯基苄化物经引发剂引发进行自由基聚合得到带卤素基团的聚合物。带卤素基团的聚合物，在N,N‑二甲基甲酰胺等极性溶剂下，加入1,1,3,3‑四甲基胍，在室温下搅拌反应1个小时以上得到交联产物。本发明方法操作简单，反应条件温和，能耗低，单体适用性强，可用于规模化生产。

技术领域

本发明属于功能聚合物合成领域，具体涉及一种用于室温制备交联聚合物的方法。

背景技术

在很多情况下，人们会通过使聚合物交联来提高聚合物的使用性能，如橡胶硫化来发挥橡胶的高弹性以及漆膜交联来达到固化的目的等。通常聚合物交联可分为物理交联与化学交联两种。像由氢键、极性键等物理力结合的称为物理交联，若大分子之间是依靠共价键结合起来的则称为化学交联。常用的交联技术，有热交联和双组分交联，虽然可以很好地实现交联，但受施工条件和大面积涂装的制约等，使其无法有效应地工业化应用。

如何实现交联和研究室温交联体系是该领域的研究热点。开发使用前为线性结构、使用过程中可自行交联的反应型聚合物，已成为提高相关功能性聚合物产品综合性能的有效途径，同时也是减少环境污染的重要手段。相对于热交联和双组分交联聚合，单组分室温交联聚合物因其无需引入交联剂就可以在室温下实现交联，因而具有更广阔的发展前景。其技术难点在于如何避免产品在制备和储存过程中发生交联，使其具有足够的稳定性和贮存期，而在使用过程中又能够在室温下控制交联反应，从而得到不同交联度的聚合物。

发明内容

本发明公开了一种室温制备交联聚合物的方法。研究了一种单体适用性强，施工简单，能耗低的在室温下使聚合物快速交联的新方法。在室温下实现交联，形成具有网络结构的聚合物，不仅扩大了交联聚合物的使用范围而且交联后组分较为简单，稳定性好，可耐酸碱，具有较好的规模化应用前景。该方法简单易行，价格低廉，能耗低，单体适应强，应用范围广。

本发明室温制备交联聚合物的方法，按下述步骤进行：

(1)将乙烯基单体与4-乙烯基苄化物经引发剂引发进行自由基聚合得到带卤素基团的聚合物；

其中，乙烯基单体为苯乙烯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、1-溴-4-((4-乙烯基苄基)氧基)苯、或其共聚物等；

乙烯基单体与4-乙烯基苄化物的物质的量比为100:2～5；

引发剂为偶氮二异丁腈，乙烯基单体与4-乙烯基苄化物的总质量与偶氮二异丁腈质量之比为100:0.25～0.5。

自由基聚合的温度为70℃～80℃，自由基聚合反应时间大于8小时。

苯乙烯与4-乙烯基苄氯共聚物，其结构式如下：

(2)聚合物经沉淀剂沉淀析出后，将该聚合物溶于极性溶剂后，再与1,1,3,3-四甲基胍在室温下搅拌反应1个小时以上，得到交联聚合物。

若反应单体是苯乙烯或者苯乙烯的共聚物，则沉淀剂为无水乙醇；若反应单体是甲基丙烯酸甲酯或者其共聚物，则沉淀剂为石油醚。

极性溶剂为N’N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮，其加入量为共聚物质量的3-6倍。

带有卤素末端聚合物中4-乙烯基苄化物与1,1,3,3-四甲基胍的物质的量比为1:4～10。

合成交联聚合物的反应式如下：

室温是实验室内的环境温度为5℃-35℃。

本发明的优点：共聚物制备方法简单，价格低廉，适用于绝大多数乙烯基单体，适用范围广。无需外加交联剂，在1,1,3,3-四甲基胍的催化下室温进行反应，形成交联聚合物，交联反应条件温和，操作简单易行。