[发明专利]可循环使用的POE vitrimer弹性体、发泡材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种可循环使用的POE vitrimer弹性体、发泡材料及其制备方法和应用，可循环使用的POE vitrimer弹性体包括以下重量份的原料组分：乙烯‑辛烯共聚物0‑90份、环氧树脂改性的乙烯‑辛烯共聚物10‑100份，交联剂1‑30份，催化剂0.5‑5份。本方法制备的POE vitrimer发泡材料相比于传统的POE发泡材料具有既可进行多次重复发泡，又可反复重塑加工的优点，并能保持良好的力学性能，可以有效实现本体POE发泡材料的可重复利用及循环使用。

技术领域

本发明涉及发泡材料技术领域，具体涉及一种可循环使用的POE vitrimer弹性体、发泡材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚烯烃弹性体(POE)是由乙烯或丙烯与分子量较高的α-烯烃嵌段共聚制成的聚合物材料，POE的高分子链具有交替的无定形嵌段和结晶或玻璃态嵌段。无定形链段作为“软”链段为聚合物提供了良好的弹性恢复能力；而结晶或玻璃态链段作为“硬”链段可以形成物理交联网络为POE提供了较高的拉伸强度。在绝大多数情况下，为了更好的弹性效果，POE结构中的无定形嵌段的含量较高，但这会导致材料的熔融温度降低，同时低结晶度的POE材料的在耐溶剂性和回复性上的表现较差，种种原因导致了其在较高工作温度下的稳定性降低，从而严重限制了POE材料在恶劣环境中的应用。因此，如何在保持高弹性的同时提升POE材料的耐热性和耐溶剂性成为了亟待解决的问题。

在POE材料中引入共价交联网络可以显著提高弹性体的耐热性和耐溶剂性，但是传统的交联方式其交联过程通常是不可逆的，这大大降低了材料的拉伸性能和再加工性。若将POE聚合物网络进行动态交联，所获得的材料不仅会表现出与常规热固性材料相当的机械性能，而且能像热塑性材料一样进行再加工和回收。然而如何获取具有所需强度的，高弹性，耐溶剂和耐热性的动态交联POE材料依旧是一个巨大的挑战，因为很难在非极性聚烯烃中引入互补的交换基团以获得均匀枝接的分子结构。

POE是聚丙烯、聚碳酸酯和高密度聚乙烯的良好的增韧改性剂，但是极性弱的POE不易作为极性聚合物的改性剂。为了改善POE和极性聚合物之间的混溶性，通常功能化或者将一些不饱和的含极性官能团的低分子化合物基团(例如马来酸酐，环氧化物，甲基丙烯酸甲酯，硅烷极其衍生物等)枝接改性到POE的分子链上。将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)经过熔融枝接到POE分子链上。GMA枝接改性的POE，即POE-g-GMA能够与多种基团发生反应，例如羧酸，酰胺和醇等，因此POE和极性聚合物之间不混溶的问题得到了极大改善。

在聚烯烃发泡领域，常用的发泡材料有PP、PE等，并且大都实现产业化生产，产品也遍布在社会的各个角落。但是对于POE发泡材料的研究却稍显不足。POE泡沫具有良好的耐潮、耐老化、耐低温、抗冲击、性价比高等优点，可直接作为发泡材料进行直接推广。

通常，POE弹性体及其发泡材料是通过化学交联剂如过氧化二异丙苯(DCP)、偶氮二甲酸二异丙酯等进行交联，由于常用的化学交联剂交联的POE材料属于化学不可逆结构，使得这类材料无法直接回收利用。

中国专利CN 104448376A公开了一种软质乙烯-辛烯热塑性弹性体泡沫材料的制备方法，该发明是以DCP为交联剂，以Ti0₂、ZnO、ZnSt₂为助剂，以AC为发泡剂，在60-70℃将POE进行包辊塑化后进行模压发泡。该方法采用的是构建了不可逆交联的POE结构进行发泡，无法直接实现POE泡沫本体材料的可循环使用。

基于材料的热性能，聚合物可被分为热塑性材料和热固性材料两种。热塑性聚合物能够重复加工利用，但往往机械性能存在不足；热固性聚合物的三维交联网络结构使其拥有较好的机械强度和耐溶剂性能，但不能重复加工。

发明内容