一种表面改性剂在聚合物改性中的应用制造技术

本发明专利技术公开一种表面改性剂在聚合物改性中的应用，所述表面改性剂分子结构中包含亲油基团和亲水基团；其中，所述亲油基团中包含至少一个官能团，所述官能团选自

【技术实现步骤摘要】
一种表面改性剂在聚合物改性中的应用


[0001]本专利技术涉及精细化工和有机合成
更具体地，涉及一种表面改性剂在聚合物改性中的应用。

技术介绍

[0002]高分子聚合物表面改性剂是一类具有两种不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中，用以改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能，如物理性能、电性能、热性能、光性能等。表面改性剂用于橡胶工业中，可提高轮胎、胶板、胶管、胶鞋等产品的耐磨性和耐老化性能。
[0003]表面改性剂在复合材料中的作用在于它既能与增强材料表面的某些基团反应，又能与基体树脂反应，在增强材料与树脂基体之间形成一个界面层，界面层能传递应力，从而增强了增强材料与树脂之间粘合强度，提高了复合材料的性能，同时还可以防止其它介质向界面渗透，改善界面状态，有利于制品的耐老化、耐应力及电绝缘性能。

技术实现思路

[0004]基于以上问题，本专利技术的目的在于提供一种表面改性剂在聚合物改性中的应用。该应用中，该表面改性剂在聚合物的改性过程中的添加量少，分离简单，不会产生有毒有害气体，不会造成环境污染；具有良好的耐温性能，最高可耐受温度达350℃，同时，经过该表面改性剂改性的聚合物具有更高的力学性能。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0006]一种表面改性剂在聚合物改性中的应用，所述表面改性剂分子结构中包含亲油基团和亲水基团；其中，
[0007]所述亲油基团中包含至少一个官能团，所述官能团选自
‑
H、烷基、烯基、苯基、芳基、环烷基、环烯基和C≡C等的一种或多种；
[0008]所述亲水基团中包含至少一个官能团，所述官能团选自
‑
H、
‑
OH、烷氧基、芳基、醛基、羧基、酯基、氨基、氰基、硝基、卤基、酸酐基、亚砜基、环氧烷基、磺酰基、磺胺基、氨磺酰基和氨基甲酰基等中的一种或多种。
[0009]优选地，所述表面改性剂为由包含C＝C键或C≡C键的化合物与环氧烷烃、烷烃、烯烃、马来酸酐发生半Diels
‑
Alder反应得到。
[0010]优选地，所述包含C＝C键的化合物选自不饱和脂肪酸、烯烃、马来酸酐。
[0011]优选地，所述烯烃选自C5
‑
C30的烯烃。
[0012]优选地，所述烯烃选自正烯烃或内烯烃。
[0013]优选地，所述内烯烃选自内
‑
己烯、内
‑
庚烯、内
‑
辛烯、内
‑
壬烯、内
‑
癸烯、内
‑
十一烯烃、内
‑
十二烯烃、内
‑
十三烯烃、内
‑
十四烯烃、内
‑
十五烯烃、内
‑
十六烯烃、内
‑
十七烯烃、
内
‑
十八烯烃、内
‑
十九烯烃和内
‑
二十烯烃中的一种或多种。
[0014]优选地，所述正烯烃选自正己烯。
[0015]优选地，所述不饱和脂肪酸选自油酸、顺
‑3‑
己烯酸。
[0016]优选地，所述包含C≡C键的化合物选自正己炔。
[0017]优选地，所述环氧烷烃选自环氧丙烷、环氧丁烷、环氧乙烷中的一种或几种。
[0018]优选地，所述烷烃选自正己烷、正十六烷、环己烷、正十二烷中的一种或几种。
[0019]优选地，所述烯烃选自正己烯或内烯烃。
[0020]优选地，所述包含C＝C键或C≡C键的化合物与环氧烷烃、烷烃、烯烃、马来酸酐的摩尔比为1:50～50:1，优选为1:1～1:10，更优选为1:1～1:5。
[0021]优选地，所述反应的温度为150℃
‑
300℃。示例性的，所述热反应的温度包括但不限于，150℃
‑
250℃、150℃～180℃、180℃～200℃、200℃～220℃、220℃～250℃等。
[0022]优选地，所述反应中，温度达到180℃后，以每小时9℃
‑
13℃(优选为每小时10℃)的速率升温至200℃
‑
250℃。
[0023]优选地，所述反应的压力为100kPa～1000kPa。示例性的，所述反应的压力包括但不限于，100kPa～200kPa、200kPa～400kPa、400kPa～600kPa、600kPa～800kPa、800kPa～1000kPa。
[0024]优选地，所述反应的时间为5h～20h。示例性的反应的时间包括但不限于为5h～8h、8h～10h、10h～12h、12h～14h、14h～16h、16h～18h、18h～20h等。
[0025]优选地，所述反应在搅拌条件下进行，搅拌速率为50～500转/分钟。示例性的，所述搅拌速率包括但不限于为50～150转/分钟、150～300转/分钟、300～400转/分钟、400～500转/分钟等。
[0026]优选地，所述反应在无氧条件下进行。
[0027]优选地，所述反应的原料中还包含助剂，所述助剂中包含有效成分，所述有效成分中包含苯二酚、卤化钾和甲基氢醌中的一种或两种；和/或
[0028]所述有效成分中还包含2,6
‑
二叔丁基对甲酚。
[0029]所述助剂能够很好的用于聚合物改性用的表面改性剂的制备中，该助剂具有好的催化表面改性剂的制备的催化活性，且添加量少，分离简单，不会产生有毒有害气体，不会造成环境污染；具有良好的耐温性能，最高可耐受温度达350℃；该助剂具有良好的再生和重复利用性能，在生成反应中可重复利用次数为100次以上。本专利技术所得的表面改性剂的纯度不低于99％，反应产率在85％以上，具有很高的生产实用性。
[0030]优选地，所述苯二酚选自对苯二酚、邻苯二酚和间苯二酚中的一种。
[0031]优选地，所述卤化钾选自溴化钾或碘化钾。
[0032]优选地，所述助剂中还包含载体，且所述有效成分负载在所述载体上。
[0033]优选地，所述载体选自氧化铝(例如α
‑
Al2O3或γ
‑
Al2O3)、二氧化硅、氧化铝
‑
二氧化硅、二氧化钛、沸石、高岭石、粘土、活性炭、碳化硅中的一种或几种。
[0034]优选地，所述载体占所述助剂的总重量的0.1％
‑
90％，优选为0.1％
‑
30％，更优选为15％
‑
25％。
[0035]优选地，所述助剂为固体或液体。所述助剂优选为固体，固体微观表面粗糙，比表面积更大。
[0036]优选地，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面改性剂在聚合物改性中的应用，其特征在于，所述表面改性剂分子结构中包含亲油基团和亲水基团；其中，所述亲油基团中包含至少一个官能团，所述官能团选自
‑
H、烷基、烯基、苯基、芳基、环烷基、环烯基和C≡C等的一种或多种；所述亲水基团中包含至少一个官能团，所述官能团选自
‑
H、
‑
OH、烷氧基、芳基、醛基、羧基、酯基、氨基、氰基、硝基、卤基、酸酐基、亚砜基、环氧烷基、磺酰基、磺胺基、氨磺酰基和氨基甲酰基等中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述表面改性剂为由包含C＝C键或C≡C键的化合物与环氧烷烃、烷烃、烯烃、马来酸酐发生半Diels
‑
Alder反应得到。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述包含C＝C键的化合物选自不饱和脂肪酸、烯烃、马来酸酐；优选地，所述烯烃选自C5
‑
C30的烯烃；优选地，所述烯烃选自正烯烃或内烯烃；优选地，所述内烯烃选自内
‑
己烯、内
‑
庚烯、内
‑
辛烯、内
‑
壬烯、内
‑
癸烯、内
‑
十一烯烃、内
‑
十二烯烃、内
‑
十三烯烃、内
‑
十四烯烃、内
‑
十五烯烃、内
‑
十六烯烃、内
‑
十七烯烃、内
‑
十八烯烃、内
‑
十九烯烃和内
‑
二十烯烃中的一种或多种；优选地，所述正烯烃选自正己烯；优选地，所述不饱和脂肪酸选自油酸、顺
‑3‑
己烯酸；优选地，所述包含C≡C键的化合物选自正己炔。4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述环氧烷烃选自环氧丙烷、环氧丁烷、环氧乙烷中的一种或几种；优选地，所述烷烃选自正己烷、正十六烷、环己烷、正十二烷中的一种或几种；优选地，所述烯烃选自正己烯或...

【专利技术属性】
技术研发人员：马望京，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：