[发明专利]一种环烯烃共聚物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种环烯烃共聚物及其制备方法和应用，所述环烯烃共聚物包括至少一个结构单元(A)和至少一个结构单元(B)，本发明将这两种结构单元组合，使得到的环烯烃共聚物为非结晶型聚合物，与普通的环烯烃共聚物相比，玻璃化转变温度及热变形温度调控范围宽，具有优异的耐热性，且聚合物透光性优异，同时具有适宜的吸水率和力学性能，原料易得；本发明通过开环易位聚合反应以及加氢反应制备得到所述环烯烃共聚物，通过控制反应各个条件，从而获得满足实际应用要求的耐温型光学材料。

技术领域

本发明涉及光学材料技术领域，特别涉及一种环烯烃共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

随着电子与显示技术不断向着高速化、高密度化、超薄化和高集成化的方向发展，对聚合物光学材料的耐热性、高温尺寸稳定性、阻水阻氧等性能的要求越来越高，因此本领域研究者十分重视无色透明耐高温聚合物光学材料的研究。

其中，环烯烃共聚物具有高透明性、低双折射率、高光折射率、耐化学性、优异的耐热性、熔体流动性和尺寸稳定性等，被广泛地应用于制造各种光学、信息、电器、医用材料等。

环烯烃聚合方式主要有两种：开环易位聚合和加成聚合，乙烯/降冰片烯共聚物(COC)是经典的加成聚合物材料，这种共聚物性能优异，目前已有的商品化的COC产品包括日本三井化学公司的APEL及美国泰科纳公司的TOPAS，但是COC材料在某些方面仍存在着缺陷，如COC材料玻璃化转变温度(Tg)随着降冰片烯含量的增大而升高，高Tg的COC材料因含有过多刚性降冰片烯结构单元易发脆，并且由于降冰片烯的分子体积不够大，所以COC材料往往难以达到很高的耐温性能，且透明度有待提升。另外，降冰片烯型单体经开环易位聚合及加氢反应制得环烯烃共聚物(COP)，目前商业化的COP材料包括日本瑞翁公司的ZEONEX，COP材料具有聚合物组成均匀、光学性能优良等特性，但若由常规降冰片烯型单体开环易位聚合制得的COP材料的玻璃化转变温度不及COC材料。

由于上述缺陷的存在，使得大部分的环烯烃共聚物难以适用于满足高档电子设备的需求，例如高档镜头、液晶显示屏等。

CN109134755A公开了一种耐热的环烯烃共聚物及其制备方法，具体涉及降冰片烯衍生物5-亚乙基-2-降冰片烯与1-己烯-以及1-辛烯-等长链α烯烃共聚物，该发明的制备方法具有反应条件温和、周期短、操作简单等优点。并且所使用的催化剂Cpket对于此共聚反应具有非常好的催化活性和热稳定性，具有极大的工业应用价值和良好的应用前景。但是该发明得到的环烯烃共聚物的耐热性需要进一步的提升以满足一些高档电子器件或显示器件的需求。

CN106905483B公开了一种环烯烃共聚物，是由共聚单体在易位聚合催化剂的作用下经共聚反应得到的，共聚单体为环烯烃和双马来酰亚胺，得到的环烯烃共聚物的玻璃化转变温度Tg高于144℃。该发明还公开了由上述环烯烃共聚物的制备方法，通过在环烯烃单体中加入具有特定结构的双马来酰亚胺，可以提高聚合得到的环烯烃共聚物的耐热性能，并且共聚物可以在相对温和的条件下制得，降低了环烯烃共聚物的生产成本。但是该发明的反应原料结构复杂，不易得，且玻璃化转变温度高于144℃已经无法满足现有的高档电子设备的需求，需要进一步的提升耐热性，同时提高透明度。

CN109593160A公开了一种环烯烃共聚物的制备方法，属于有机材料领域，该发明的制备步骤是在温度为40-95℃、压力为0.1-5.0MPa条件下，将惰性有机溶剂、环烯烃和乙烯分别加入反应器；其中环烯烃与乙烯的摩尔比为1-50:1；然后加入或不加入链转移剂；最后加入催化剂进行溶液聚合反应，聚合反应时间为0.1-10h。该方法制备的聚合活性很高，制备的乙烯-环烯烃共聚物相对于其他催化剂体系制备的乙烯-环烯烃共聚物具有更低的分子量。但是得到的聚合物的耐热性和透明度较差。

因此，本领域亟待研究一种原料易得、制备简单新型的环烯烃共聚物，且具有优异的耐热性和透明度，以适用于各类高档电子显示设备。

发明内容