[发明专利]一种表面含叔胺基的聚合物颗粒作为热可逆反应性填料的用途及其组合物

说明书

技术领域

本发明涉及本发明涉及一种可交联的有机聚合物颗粒作为含卤素侧基的聚合物用填料的用途，尤其涉及表面含叔胺基的聚合物颗粒作为含卤素侧基的聚合物用热可逆反应性填料的用途，及其组合物。 

背景技术

聚合物-微纳米填料填充复合材料被广泛应用。微纳米填料常用于弹性体补强，常用的微纳米填料如炭黑、二氧化硅、硅酸盐、粘土以及其它矿物填料。从反应特性而言，填料分为非反应性填料和反应性填料。非反应性填料与聚合物材料之间只有物理相互作用，不发生化学反应，这些填料如炭黑、二氧化硅、粘土等。而反应性填料与聚合物材料之间存在化学反应，形成键合，从而提高了填料粒子与聚合物分子链之间的相互作用力，达到改善补强作用的效果。 

表面具有反应性官能团的无机粒子或有机聚合物粒子可以作为反应性填料使用，这种反应性填料可以与被填充补强聚合物的侧基发生化学反应，从而提高所得材料的性能。采用反应性填料填充聚合物不仅可以起到补强作用，还能减少因填充一般填料引起的聚合物其它力学性能的损失。 

相对于无机粒子而言，聚合物粒子可以很方便地在粒子制备阶段通过共聚方式在粒子中引入反应性基团，获得反应性有机聚合物粒子填料。例如，US6777500提供了一种核壳结构的纳米填料的合成方法。该方法将具有重复芳香烯烃单元的交联 共聚物作为核，在核表面接枝共轭二烯烃的共聚物，形成具有可参与交联的不饱和碳碳双键结构的外壳，所得聚合物粒子作为填料使用时，具有结构和粒径可控性以及良好的材料相容性等诸多优点。CN 1688433提供了一种将反应性填料分散于高度取向的聚合物内形成复合材料的方法，所报道的填料可以与聚合物材料反应形成互穿聚合物和粘接性网络，因此力学性能优异。CN 101765631公开了一种硅烷反应性填料，将该填料分散至橡胶材料中，实现硅烷反应性填料与橡胶材料之间的共价键偶联，达到对橡胶的高效补强效果。 

尽管上述的反应性填料在聚合物增强改性方面有优势，但大多数经过改性后的聚合物材料中形成了化学交联，即：交联反应是永久性的、不可逆的。这就导致补强改性的聚合物难以通过热塑再加工的方式进行回收再利用，不仅造成了资源浪费，而且废弃的交联补强聚合物材料制品产生固体垃圾，导致环境污染问题。 

发明内容

本发明人经过锐意研究发现，当将表面含叔胺基的聚合物颗粒作为填料用于补强改性含有卤素侧基的聚合物材料时，填料颗粒与聚合物材料会发生化学键合从而对其进行补强改性，该反应是热可逆的，使得被补强改性的聚合物材料能够通过热塑再加工的方式被再次加工，实现循环加工利用，特别地，加入阻聚剂能促进这种补强改性反应和被补强改性聚合物的再次热塑加工性，从而完成本发明。 

本发明的目的在于提供一种表面含叔胺基的聚合物颗粒作为具有卤素侧基的聚合物材料的热可逆反应性填料的用途，其中所述表面含叔胺基的聚合物颗粒由乙烯基单体和含叔胺基的 单体经乳液共聚制得，所述含叔胺基的单体选自乙烯基吡啶及其衍生物、丙烯酸二甲氨基酯及其衍生物、N-甲基二烯丙基胺、乙烯基苯基二甲胺、(甲基)丙烯酸噁唑啉基乙酯、N-(3-二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺、N-(2-二甲氨基)乙基丙烯酰胺、N-(2-二甲氨基)乙基甲基丙烯酰胺等。 

本发明的另一目的在于提供一种可热塑加工的组合物，其包含以下重量配比的成分：20-60份表面含叔胺基的聚合物颗粒，100份具有卤素侧基的聚合物材料，其中，所述表面含叔胺基的聚合物颗粒由乙烯基单体和含叔胺基的单体经乳液共聚制得，所述含叔胺基的单体选自乙烯基吡啶及其衍生物、丙烯酸二甲氨基酯及其衍生物、N-甲基二烯丙基胺、乙烯基苯基二甲胺、(甲基)丙烯酸噁唑啉基乙酯、N-(3-二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺、N-(2-二甲氨基)乙基丙烯酰胺、N-(2-二甲氨基)乙基甲基丙烯酰胺等。 

本发明的再一目的在于提供一种可热塑加工的组合物，其包含以下重量配比的成分：20-60份表面含叔胺基的聚合物颗粒，100份具有卤素侧基的聚合物材料，1-10份阻聚剂，其中，所述含叔胺基的单体选自乙烯基吡啶及其衍生物、丙烯酸二甲氨基酯及其衍生物、N-甲基二烯丙基胺、乙烯基苯基二甲胺、(甲基)丙烯酸噁唑啉基乙酯、N-(3-二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺、N-(2-二甲氨基)乙基丙烯酰胺、N-(2-二甲氨基)乙基甲基丙烯酰胺等。 

根据本发明，填料颗粒表面含反应性基团叔胺基，可与具有卤素侧基的线型聚合物发生共价键交联反应，即季铵化反应，该反应是热可逆性的，在加热情况下，发生逆反应，由此使得被补强的具有含叔胺侧基的聚合物不仅具有优异的补强性能，并具有热塑加工性能。