[发明专利]使用胺对聚合物材料改性

说明书

本发明涉及对含有反应性碳-碳不饱和键的聚合物材料的改性以及涉及用于这样的改性的胺，包括哌嗪和氮丙啶。含有碳-碳键的聚合物材料可通过交联或使其易于交联而改性。

用于对含有碳-碳不饱和键的材料进行改性的许多胺(包括哌嗪)是新的化合物。因此，本发明还涉及取代的哌嗪及其制备以及其他取代的胺及其制备。

Russian Journal of Applied Chemistry；Volume82,Issue5,Pages928-930；Journal2009；by V.M.Farzaliev,M.T.Abbasova,A.A.Ashurova,G.B.Babaeva,N.P.Ladokhina and Ya.M.Kerimova(《俄罗斯应用化学杂志》，第82卷第5期，第928-930页，2009年刊，V.M.Farzaliev、M.T.Abbasova、A.A.Ashurova、G.B.Babaeva、N.P.Ladokhina和Ya.M.Kerimova)中的文章描述了通过哌嗪与甲醛和脂肪醇的缩合而制备双(烷氧基甲基)哌嗪。

GB1203036描述了式R’OCH2N(R)(CH2)nN(R)CH2OR’的明胶硬化剂，其中R和R’为1至4个碳原子的烷基并且为2至10。US3379707描述了可固化的聚合物组合物，其包含氯化聚乙烯和可选自2,2’-二硫代-双苯并咪唑和N,N’-二苯基-对苯二胺的固化剂。

GB1214451描述了包含含有哌嗪衍生环的单元的聚合物。

HU180661描述了聚[(哌嗪-N’N’-双甲基)-(1,2-丙烯-双二硫代氨基甲酸酯)]。

根据用于对含有碳-碳不饱和键的聚合物材料进行改性的本发明一个方面的方法的特征在于用化合物(I)处理聚合物材料，该化合物在其分子中含有下式的至少两个部分

其中X表示具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基；Y表示氢或具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基；R’表示氢或具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基；Z表示氧或硫；并且R表示具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基，基团X和R中的至少一者为连接两个或更多个

部分的多价取代烃基。

本发明的胺化合物(I)(包括取代的哌嗪)能够使含有碳-碳不饱和键的聚合物材料交联。我们相信，在加热到例如用于弹性体加工的温度时，(I)的醚胺部分形成极具反应性的物质，该物质通过[2+3]环加成与存在于聚合物材料中的C＝C键反应。

因此，在根据本发明的一种工艺中，将聚合物材料和胺化合物(I)在120至200℃的温度下一起加热，聚合物材料从而被取代的哌嗪交联。

在根据本发明的替代工艺中，将聚合物材料和胺化合物(I)在0至120℃的温度下混合，随后在120至200℃的温度下加热以使聚合物材料交联。当在低于120℃的升高的温度下混合时，可存在对聚合物材料的一定改性，该改性可通过红外光谱进行检测，例如至少一些胺化合物(I)可在无实质性交联的情况下键合到聚合物材料。

在化合物(I)中，基团X和Y均可以为连接相同两个

部分以形成哌嗪环的取代烃基。式(I)的化合物因而可以为式[R-Z-(CHR’-Pip-CHR’-Z-R”-Z)_n-CH2-Pip-CH2-Z]_m-R*的取代哌嗪，其中各R表示具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基；各R’表示氢或具有1至8个碳原子的烃基或取代的烃基；Pip表示通过其氮原子键合的任选取代的哌嗪环；各Z表示氧或硫原子；R”表示具有2至20个碳原子的亚烷基、羟基亚烷基、硫代亚烷基或聚氧化烯键，或被1至4个R-Z-CHR’-Pip-CHR’-Z-基团取代的具有2至20个碳原子的亚烷基、羟基亚烷基、硫代亚烷基或聚氧化烯键，其中R、R’、Z和Pip如上文所定义；n＝0至20；m＝1至6；并且R*为具有至少m个羟基或硫醇基团的醇、硫醇、多元醇或聚硫醇的残基。

在用于对含有碳-碳不饱和键的聚合物材料改性的取代哌嗪的一种优选类型式[R-Z-(CHR’-Pip-CHR’-Z-R”-Z)_n-CH2-Pip-CH2-Z]_m-R*中，n＝0、m＝1并且取代的哌嗪中各原子Z表示氧原子，也就是说，取代的哌嗪具有式R-O-CHR’-Pip-CHR’-O-R，其中各R表示具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基。