[发明专利]一种拓宽聚烯烃热塑性弹性体使用温度窗口的方法

说明书

本发明公开了一种拓宽聚烯烃热塑性弹性体使用温度窗口的方法，该材料的制备包括以下原料：OBC100份、引发剂0.01～5份、含硼交联剂0.1～20份、抗氧剂0.05～0.2份、增塑剂1～20份。首先通过硼酸类分子和多元醇反应制备含硼交联剂。然后将OBC、引发剂、含硼交联剂、抗氧剂、增塑剂先采用常规加工设备进行反应性混合，再采用平板硫化机热压成型。本发明创造性地采用制备vitrimer的方法扩宽聚烯烃热塑性弹性体使用温度窗口，具有操作简单、使用温度提高显著、可重复加工的优点，且采用聚合物加工的常规设备，具有工业化应用潜力。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种拓宽聚烯烃热塑性弹性体使用温度窗口的方法

背景技术

乙烯-辛烯多嵌段共聚物OBC是一种新型的聚烯烃热塑性弹性体，由可结晶段和不可结晶段组成，可结晶段含有较少的共聚单体，能够形成规整结构，类似高密度聚乙烯，其熔融温度可达到135℃；不可结晶段含有无定形的非晶链段，玻璃化转变温度(T_g)约为-40℃。一般情况下，传统非晶型热塑性弹性体(SIS,SBS,SEBS)的力学强度随温度升高有明显下降，高温下发生明显塑性形变，耐高温性能差。另外，相较于常规聚烯烃弹性体(POE)、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA),OBC中可结晶区的存在使其具有更好的高温弹性和可压缩性，具有更宽的温度应用范围，应用潜力巨大。

常规的提高OBC耐高温特性的方法有提高硬段含量、添加无机组分，或者引入共价交联网络等。Hsiao等人系统研究了不同嵌段结构对OBC在拉伸过程中的力学行为的影响【Zuo,F.；Burger,C.；Chen,X.；Mao,Y.；Hsiao,B.S.；Chen,H.；Marchand,G.R.；Lai,S.Y.；Chiu,D.Macromolecules2010,43,(4),1922-1929.】，高硬段含量的OBC中更多的tie-链分子，使其在高温下网络结构完好，具有更好的高温弹性，但是因晶体在形变过程中易破坏，造成其循环性能差，因此采用持续增加硬段含量的方式并不能获得综合性能优良的弹性体。添加无机组分如有机蒙脱土、二氧化硅、石墨烯等，能够提高OBC的高温强度，但是会损失部分弹性。【Zai Zai Tong,Bing Zhou,Jie Huang,Jun Ting Xu*,Zhi Qiang Fan,Composites Sci.Tech.,2013,85,111-117.】

添加交联剂引入共价交联网络是显著提高弹性体的耐热性和耐溶剂性的方法，但是传统的交联方式是不可逆的，大大降低了材料的再加工特性。Vitrimer是一种在高温下可重新加工但不熔融的共价交联聚合物网络，所获得的材料既能获得和常规材料相当的机械性能，还能再加工和回收，但是已公布的制备vitrimer的方法合成路线长，一般在溶液中合成，易造成环境污染。因此本发明开发了一种操作简单、环境友好的制备OBCvitrimer的方法，实现了聚烯烃弹性体OBC使用温度的拓宽。

发明内容

为避免现有技术的不足，本发明开发一种操作简单、环境友好的制备聚烯烃vitrimer的方法，解决了vitrimer制备工艺复杂，环境污染的难点，同时实现了聚烯烃弹性体OBC使用温度的提高。

为了达到上述目的，采用技术方案如下：

步骤1:取适量乙醇、四氢呋喃按一定比例配置混合溶剂。称取硼酸类分子和多元醇，按照特征官能团摩尔比1:1配比，并加入适量的分子筛或无水硫酸镁，持续搅拌24小时，利用抽滤去除分子筛或无水硫酸镁，利用旋转蒸发仪去除溶剂，得到含硼交联剂。

步骤2:取100份OBC，0.01～5份引发剂、0.1～20份含硼交联剂、0.05～0.2份抗氧剂、1～20份增塑剂，采用常规聚合物混合方式，反应性共混5～20分钟，得到OBCvitrimer。

步骤3:采用平板硫化机，设定上下板温度为130～250℃，取适量OBCvitrimer置于模具中，设定压力5～20MPa，热压5～30min，得到样条以备测试。