含多个环氧官能团的物质、其制备方法、其与二氧化碳和环氧丙烷的三元共聚物及共聚方法技术

一种含多个环氧官能团的物质，其由以下单体按照以下重量份共聚制得：苯乙烯类单体：????10?90；(甲基)丙烯酸缩水甘油酯类单体：??10?90；其中所述多个是指平均每个分子上含有3?100个环氧官能团。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种含多个环氧官能团的物质，其由以下单体按照以下重量份共聚制得：苯乙烯类单体：10-90；(甲基)丙烯酸缩水甘油酯类单体：10-90；其中所述多个是指平均每个分子上含有3-100个环氧官能团。本专利技术还提供了上述含多个环氧官能团的物质的制备方法。本专利技术还公开了该含多个环氧官能团的物质-二氧化碳-环氧丙烷三元共聚物及其制备方法。本专利技术的方法使得得到的三元共聚物的产量大幅提高，热加工温度也大幅提高，得到的三元共聚物可以象普通塑料一样单独使用。【专利说明】
本专利技术属于环氧化合物制备领域，并属于二氧化碳共聚物工业化生产
。
技术介绍
二氧化碳共聚物是由二氧化碳与环氧化合物共聚合得到的高分子材料，具有完全生物降解性能，对解决普通塑料造成的“白色污染”会起到重要作用。与此同时，二氧化碳与环氧化合物共聚合反应可以有效利用二氧化碳，既减少了温室气体的排放，又使之成为新的碳源。因此，二氧化碳共聚物具有环保和资源的双重作用。实现二氧化碳共聚物的工业化生产是化工专家和企业家的一直追求。内蒙古蒙西高新技术集团有限公司与中国科学院长春应用化学研究所合作，于2002年率先实现了二氧化碳和环氧丙烷聚合的工业化生产(CN1844189A，CN1895775A，CN2865843Y)，成功获得了聚丙撑碳酸酯(PPC)产品。二氧化碳和环氧丙烷聚合得到的聚丙撑碳酸酯(PPC)产品是非晶态聚合物，高温发粘低温结块，且热分解温度较低，热加工温度只有140°C左右，影响了材料的加工性能，同时成本相对较高，市场推广存在一定的困难。为了提高PPC的使用性能和降低成本，专利CN101045814A, CN101089044A, CN101857668A, CN101851409A, CN102964801A 等采用 PPC 与其他全生物降解塑料共混改性的方法，得到的共混物具有较好的使用性能。但PPC用量较少，成本也没有降低，不利于PPC的市场化推广，且PPC与其他全生物降解塑料相容性较差。物理共混不能从根本上解决PPC性能差的问题。专利CN101319035A采用过氧化物对PPC进行交联，交联后PPC性能有所提高，但工艺复杂，成本提高，PPC的性能也没有从根本上改善，也不利于市场化推广。 为了提高PPC的整体性能，专利CN1775828A采用加入含有双键的环氧化合物作为二氧化碳和环氧丙烷共聚合的第三种单体，得到的三元共聚物再用辐射或交联剂的方法进行交联，性能有较大的提高。但第三种单体(即含有双键的环氧化合物)加入量较多时影响共聚物的产量，且交联过程复杂，不适合工业化生产。目前国内外文献有较多选用第三种单体与二氧化碳和环氧丙烷共聚合以提高PPC的性能的报道(中国专利 CN102329421A ;Donald J.Darensbourg et al.Macromolecules,2242-2248，2012 ；Donald J.Darensbourg et al.JACS，18610-18613，2011 ;陈少云等，大学化学，12，2011等)。但选用的第三种单体都是单环氧官能团的物质，共聚物的性能提高都不够明显，且产品的成本都有所提高，不适宜工业化生产。采用含有两个环氧官能团的物质作为第三种单体与二氧化碳和环氧丙烷共聚合可以把PPC的分子量提高一倍，PPC的性能有所提高(Youhua Tao et al., Polymer,7368-7373,2006)。但该论文中两个环氧官能团之间的化学键是醚键，起不到改善共聚物耐热性能的作用，且选用的含有两个环氧官能团的物质价格较高，三元共聚物的产量也有明显降低，因此也不适宜工业化生产。本 申请人:的另一专利申请(申请号201310681493.5)采用由巴斯夫公司生产的含有9个环氧官能团的ADR-4370S环氧官能化扩链剂，和由山西省化工研究所生产的含有20个环氧官能团的4370环氧官能化扩链剂与二氧化碳和环氧丙烷共聚合，三元共聚物的产量和热加工温度都有明显提高。但这两种环氧官能化扩链剂都是用于全生物降解塑料加工过程的扩链剂，用于二氧化碳和环氧丙烷三元共聚合存在以下问题:一是扩链剂的结构不适合三元共聚的催化体系，聚合工艺与二氧化碳和环氧丙烷的二元共聚的工艺条件和催化条件有差距，达不到三元共聚的最佳状态；二是扩链剂的结构已经确定，用于二氧化碳和环氧丙烷的三元共聚不能体现从分子链的组成上改善和提高三元共聚物性能的目的；三是该扩链剂的环氧官能团数已经确定，不能根据要求增加或减少环氧官能团数，用于二氧化碳和环氧丙烷的三元共聚，加入量较少达不到提高交联度的目的，加入量较多时虽然交联度提高，但起不到改善共聚物分子链结构的目的。因此，本领域迫切希望能根据二氧化碳共聚物的最终性能和成本要求来设计和合成出其它含有多个环氧官能团的物质，以便用这些含多个环氧官能团的物质用于二氧化碳、环氧丙烷的三元聚合，以提高三元共聚物的性能，从而达到降低三元共聚物的成本和提高其性能的目的，使二氧化碳共聚物的性能和成本接近普通塑料，可以像普通塑料一样单独使用。本专利技术解决了上述问题。专利技术概述第一方面，本专利技术涉及一种含多个环氧官能团的物质，其由以下单体按照以下重量份共聚制得:苯乙烯类单体: 10-90;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯类单体:10-90；其中所述多个是指平均每个分子上含有3-100个环氧官能团。第二方面，本专利技术涉及一种含多个环氧官能团的物质的制备方法，包括以下步骤:a.将苯乙烯类单体、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯类单体、引发剂和溶剂按照以下重量份混合，得到混合物:苯乙烯类单体: 10-90(甲基)丙烯酸缩水甘油酯类单体:10-90；引发剂:2-12 ；溶剂:150-200b.将所述混合物升温至110_120°C并在此温度下回流2-5小时，引发共聚反应；c.任选地除去溶剂，得到所述含多个环氧官能团的物质。第三方面，本专利技术涉及一种含多个环氧官能团的物质-环氧丙烷-二氧化碳三元共聚物，其由以下单体按照以下比例共聚而成:环氧丙烷:1重量份；本专利技术第一方面所述的含多个环氧官能团的物质:0.0001重量份至其在环氧丙烷中的饱和浓度所对应的重量；二氧化碳:0.5-0.7重量份。第四方面，本专利技术涉及一种含多个环氧官能团的物质一环氧丙烷一二氧化碳三元共聚方法，包括在二氧化碳与环氧丙烷聚合开始时，加入本专利技术第一方面所述的含多个环氧官能团的物质，所述含多个环氧官能团的物质的加入量为环氧丙烷重量的0.01%至该含多个环氧官能团的物质在环氧丙烷中的饱和浓度。【具体实施方式】本专利技术的含多个环氧官能团的物质实际上是两类单体的共聚物，一类单体是苯乙烯类单体，另一类单体是(甲基)丙烯酸缩水甘油酯类单体。上面两种单体按照以下重量份比例进行共聚后得到所述含多个环氧官能团的物质，苯乙烯类单体: 10-90重量份；(甲基)丙烯酸缩水甘油酯类单体:10-90重量份；其中所述多个是指平均每个分子上含有3-100个环氧官能团，优选3-96个，例如可以为3-8个，或10-19个，或21-96个。其中术语“(甲基)丙烯酸缩水甘油酯”是本领域技术人员的一种通常表述法，是指丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯。 其中，所述苯乙烯类单体选自苯乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含多个环氧官能团的物质，其由以下单体按照以下重量份共聚制得：苯乙烯类单体：????10?90；(甲基)丙烯酸缩水甘油酯类单体：??10?90；其中所述多个是指平均每个分子上含有3?100个环氧官能团。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘埃林，王克智，高文焕，李训刚，张光军，陈有业，毛晨曦，李向阳，海山，李成军，王四海，刘金融，张光东，李彦斌，
申请(专利权)人：内蒙古蒙西高新技术集团有限公司，山西省化工研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：