【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及高分子材料，特別是涉及一種基于熱塑性高分子的動態共價交聯材料及其制備方法和應用。
技術介紹
1、熱塑性高分子是一類在加熱時能夠軟化、冷卻后重新固化的聚合物材料，具有良好的可加工性和力學性能，廣泛應用于電子、電氣、汽車、醫療等領域。然而，由于其線型分子鏈結構，分子鏈間主要依靠鏈纏結或結晶等物理作用力維持結構穩定性，使得熱塑性高分子的機械強度、抗蠕變性能和熱穩定性相對于熱固性高分子而言存在較大局限。在高溫或長期負載下，傳統熱塑性高分子容易出現變形、蠕變和性能下降的問題，限制了其應用。
技術實現思路
1、針對現有技術中存在的一個或者多個技術問題，本專利技術提供了一種基于熱塑性高分子的動態共價交聯材料及其制備方法和應用，本專利技術提供的動態共價交聯材料的制備方法工藝簡單、制備周期短，可以用于將熱塑性高分子和廢舊熱塑性高分子轉化為具有優異機械、抗蠕變、耐熱、耐化學溶劑性能的動態交聯材料，實現其高值化，適用于工業化生產。
2、本專利技術提供了一種基于熱塑性高分子的動態共價交聯材料的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
3、s1.將包含熱塑性高分子、酸酐類物質、引發劑的混合物進行第一熔融共混，得到熔融共混物；
4、s2將所述熔融共混物、交聯劑和催化劑混勻，第二熔融共混，得到基于熱塑性高分子的動態共價交聯材料；所述交聯劑為雙縮水甘油醚類環氧化物。
5、優選地，所述酸酐類物質與所述熱塑性高分子的質量比為0.1～15:100；
7、所述交聯劑與所述熱塑性高分子的質量比為0.5～120:100；和/或
8、所述催化劑與所述熱塑性高分子的質量比為0.02～5:100。
9、優選地，所述混合物還包括助劑；所述助劑為α-甲基苯乙烯、苯乙烯、二甲基甲酰胺、癸烯、苯甲酸乙酯、2,2′-聯吡啶、硬脂酰胺、二甲基乙酰胺、n,n-二乙基肉桂酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、3-(2-呋喃)丙烯酸、肉桂酸乙酯、二甲基苯胺、硫代二丙酸二月桂酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、3-(2-呋喃基)丙烯酸丁酯、3-(2-噻吩基)丙烯酸丁酯、4,4-二胺二苯甲烷、腰果殼油、三烯丙基異三聚氰酸酯、1,2-聚丁二烯中的一種或多種。
10、優選地，所述助劑與所述熱塑性高分子的質量比為0.1～15:100。
11、優選地，所述熱塑性高分子為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚烯烴彈性體、聚乙烯、聚丙烯及它們的回收料中的一種或多種；
12、所述酸酐類物質為馬來酸酐、甲基異丙烯酸酐、鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、二甲基馬來酸酐、甲基丙烯酸酐、衣康酸酐、丙烯酸酐、偏苯三甲酸酐、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐、四氯苯二甲酸酐、丙烯酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、苯甲酸酐、4-溴-1,8-萘二甲酸酐、1,8-萘二甲酸酐、3-硝基鄰苯二甲酸酐、四溴苯酐中的一種或多種；和/或
13、所述引發劑為過氧化物引發劑、偶氮類引發劑、n,n-二甲基胺中的一種或多種；所述過氧化物引發劑優選為過氧化二異丙苯、過氧化二苯甲酰、過氧化二叔丁基、過氧化十二酰、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧化氫、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基過氧己烷、過氧化月桂酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化叔戊酸叔丁酯、過氧化甲乙酮、過氧化環己酮、過氧化二碳酸二乙基己酯、過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二環己酯中的一種或多種；所述偶氮類引發劑優選為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈。
14、優選地，所述雙縮水甘油醚類環氧化物為乙二醇二縮水甘油醚、雙酚a二縮水甘油醚、間苯二酚雙縮水甘油醚中的一種或多種；和/或
15、所述催化劑為乙酰丙酮鋅、三偶氮雙環癸烯、三苯基膦中的一種或多種。
16、優選地，所述第一熔融共混的溫度為110～230℃，時間為7～15min；和/或
17、所述第二熔融共混的溫度為110～230℃，時間為7～15min。
18、本專利技術在第二方面提供了一種基于熱塑性高分子的動態共價交聯材料，其特征在于，采用第一方面所述的制備方法制得。
19、本專利技術在第三方面提供了一種第二方面所述的基于熱塑性高分子的動態共價交聯材料的應用，應用于制備熱塑性高分子復合材料；所述熱塑性高分子復合材料的制備方法包括：將動態共價交聯材料與熱塑性高分子混合，進行第三熔融共混，得到熱塑性高分子復合材料。
20、優選地，所述第三熔融共混的溫度為110～230℃，時間為7～15min；和/或
21、所述動態共價交聯材料與熱塑性高分子的質量比為5～70:30～95。
22、本專利技術與現有技術相比至少具有如下有益效果:
23、本專利技術首先將熱塑性高分子、酸酐類物質、引發劑進行熔融共混，在引發劑的作用下，提高酸酐在熱塑性高分子上的接枝量，然后在催化劑的作用下交聯劑中的環氧基團和酸酐反應生成酯基和羥基，形成酯交換的動態共價交聯網絡，在不影響熱塑性高分子可重復加工性能的同時，有效提高熱塑性高分子的熱穩定性和機械強度。
24、本專利技術提供的動態共價交聯材料的制備方法工藝簡單、制備周期短，可以用于將熱塑性高分子和廢舊熱塑性高分子轉化為具有優異機械、抗蠕變、耐熱、耐化學溶劑性能的動態交聯材料，實現其高值化，適用于工業化生產。
25、本專利技術提供的動態共價交聯材料中動態交聯網絡可以在不犧牲其可加工性的前提下，賦予高分子材料較高的熱穩定性和機械強度，還允許材料在光、熱或化學刺激下，可通過不同酯基團間的可逆交換反應實現聚合物網絡的拓撲重排，實現重新塑形、修復和回收，兼顧了耐久性與可加工性的雙重需求，顯著增強材料在極端條件下的使用壽命和穩定性。
26、本專利技術將動態共價交聯材料與熱塑性高分子進行熔融共混，即可得到具有優異機械性能的熱塑性高分子復合材料，該熱塑性高分子復合材料與熱塑性高分子原料和動態共價交聯材料相比，具有更優異的機械性能和抗蠕變性能。
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1.一種基于熱塑性高分子的動態共價交聯材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述酸酐類物質與所述熱塑性高分子的質量比為0.1～15:100；
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述混合物還包括助劑；所述助劑為α-甲基苯乙烯、苯乙烯、二甲基甲酰胺、癸烯、苯甲酸乙酯、2,2′-聯吡啶、硬脂酰胺、二甲基乙酰胺、N,N-二乙基肉桂酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、3-(2-呋喃)丙烯酸、肉桂酸乙酯、二甲基苯胺、硫代二丙酸二月桂酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、3-(2-呋喃基)丙烯酸丁酯、3-(2-噻吩基)丙烯酸丁酯、4,4′-二氨基二苯甲烷、腰果殼油、三烯丙基異三聚氰酸酯、1,2-聚丁二烯中的一種或多種。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述助劑與所述熱塑性高分子的質量比為0.1～15:100。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述熱塑性高分子為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-異
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述雙縮水甘油醚類環氧化物為乙二醇二縮水甘油醚、雙酚A二縮水甘油醚、間苯二酚雙縮水甘油醚中的一種或多種；和/或
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一熔融共混的溫度為110～230℃，時間為7～15min；和/或
8.一種基于熱塑性高分子的動態共價交聯材料，其特征在于，采用權利要求1-7任一項所述的制備方法制得。
9.一種權利要求8所述的基于熱塑性高分子的動態共價交聯材料的應用，其特征在于，應用于制備熱塑性高分子復合材料；所述熱塑性高分子復合材料的制備方法包括：將動態共價交聯材料與熱塑性高分子混合，進行第三熔融共混，得到熱塑性高分子復合材料。
10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，所述第三熔融共混的溫度為110～230℃，時間為7～15min；和/或
...【技術特征摘要】
1.一種基于熱塑性高分子的動態共價交聯材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述酸酐類物質與所述熱塑性高分子的質量比為0.1～15:100；
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述混合物還包括助劑；所述助劑為α-甲基苯乙烯、苯乙烯、二甲基甲酰胺、癸烯、苯甲酸乙酯、2,2′-聯吡啶、硬脂酰胺、二甲基乙酰胺、n,n-二乙基肉桂酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、3-(2-呋喃)丙烯酸、肉桂酸乙酯、二甲基苯胺、硫代二丙酸二月桂酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、3-(2-呋喃基)丙烯酸丁酯、3-(2-噻吩基)丙烯酸丁酯、4,4′-二氨基二苯甲烷、腰果殼油、三烯丙基異三聚氰酸酯、1,2-聚丁二烯中的一種或多種。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述助劑與所述熱塑性高分子的質量比為0.1～15:100。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述熱塑性高分子為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共...
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