支化聚丙烯酸酯的受控自由基聚合的方法_3

文档序号:8547472阅读:来源:国知局
单体。如在本文中所使用的,术语"丙烯酸酯单体"既 包括丙烯酸酯单体也包括甲基丙烯酸酯单体。多官能化的丙烯酸酯单体可以为任何所需的 多官能化的丙烯酸酯单体,包括但不限于例如以下单体:1,6-己二醇二丙烯酸酯、2, 2-双 [4-(2_丙烯酰氧基乙氧基)苯基]丙烷、甲基丙烯酸钡、双(2-甲基丙烯酰氧基乙基)磷酸 酯、双(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-N,N'-l,9-亚壬基双氨基甲酸酯、2, 2-双(4-甲基丙烯酰 氧基苯基)丙烷、2, 2-双[4-(2_羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙氧基)苯基]丙烷、1,4-丁二 醇二丙烯酸酯、1,3- 丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4- 丁二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸铜 (II)、反式-1,4-环己二醇二甲基丙烯酸酯、N,N'_胱胺双丙烯酰胺、1,10-癸二醇二甲基丙 烯酸酯、1,4-二丙烯酰基哌嗪、N,N' -二烯丙基丙烯酰胺、二乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇 二甲基丙烯酸酯、2, 2-二甲基丙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二甲基丙烯酸酯、N,N' -亚 乙基双丙烯酰胺(biscrylamide)、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、荧光素二甲 基丙烯酸酯、N,N'-六亚甲基双丙烯酰胺、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯酸镁、N,N'-亚 甲基双丙烯酰胺、壬二醇二甲基丙烯酸酯、1,5-戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-亚苯基二丙 烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甲 基丙烯酸锌、季戊四醇三丙烯酸酯、1,1,1-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,1,1-三羟甲基丙 烷三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯及其组合。
[0034] 优选地,所述多官能化的单体为1,6-己二醇二丙稀酸醋。当加入多官能化的单体 时,其在反应混合物中存在的量为约〇. 1摩尔%至约10摩尔%,例如约〇. 2摩尔%至约5 摩尔%、或者约0. 1摩尔%至约1摩尔%。
[0035] 本发明的方法使用一种或多种溶剂。如在本文中所使用的,术语"溶剂"意为用 以减小反应混合物的粘度、增加配体的转化率和/或促进催化剂的快速歧化以便于超速聚 合反应的化合物。另外,所述溶剂意欲是非反应性的以防止链转移、副反应或催化剂中毒。 本发明方法的想要的溶剂包括偶极、质子或非质子溶剂。一些所需的溶剂包括水、醇、天然 或合成的聚合醇、偶极非质子溶剂、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、离子液体或其混合物。例如, 所述溶剂可以包括:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、2- (2-乙氧基乙氧基)乙醇、四乙二醇、甘 油、(甲基)丙烯酸羟乙酯(HEMA)、酚、二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙 酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、离子液体、碳酸亚乙酯、四乙二醇、聚(乙二醇)、 2-(2_乙氧基乙氧基)乙醇、1,2-二甲氧基乙烷、甘油、甲氧基乙醇和碳酸亚丙酯。合适的 醇包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇和叔丁醇,以及含有OH基团的其它天然和合成聚合 物。有利的是,所选择的溶剂或溶剂混合物在反应期间不会造成聚合物产物的沉淀。有利 的是,所述溶剂为甲醇、DMSO或其组合。溶剂在反应混合物中存在的量为反应混合物的约5 重量%至约75重量%,例如在约5重量%至约30重量%。
[0036] 本发明方法的产物可以用于提供可固化的树脂组合物,其可用作粘合剂、密封剂 或涂料。所述方法的聚合物还表现出了良好的耐油性、耐热性、粘合性和柔韧性。另外,由 本发明方法所获得的产物可广泛地用作塑料、弹性体、粘合剂、压敏粘合剂、乳化剂、热塑性 弹性体等。
[0037] 本发明的方法可以使用,并且本发明的组合物可以包含用以为所述方法的产物或 为所述组合物提供一种或多种所需特性的其它组分。合适的其它组分包括,例如,单体(除 上文描述的丙稀酸系单体之外)、聚合物、增塑剂、增稠剂、流变剂(rheology agent)、着色 剂、颜料、填料、其它引发剂(不是上文所描述的那些)及其组合。
[0038] 实施例
[0039]实施例1 化20K二溴封端的三元共聚物的合成
[0040] 在该反应的准备过程中,将铜网浸泡于含有1000ppm(part per million)水合肼 的丙酮中,浸泡45分钟。
[0041]将乙酸乙酯(160. 19g ;1.60摩尔)、乙二醇甲基醚丙烯酸酯(52. 06g,0. 40摩尔)、 丙烯酸正丁酯(763. 89g,5. 96摩尔)、DMS0(254. 7g)、丙酮(183. lg)、三(2-甲基氨基乙基) 胺(0? 922g,0? 004摩尔)、溴化铜(II) (0? 089g,0? 0004摩尔)和内消旋-2, 5-二溴己二 酸二乙酯(14. 40g ;0. 04摩尔)加入到3L双壁玻璃反应器容器中。在密封所述容器之前, 将经浸泡的铜网从丙酮/水合肼溶液中取出、用丙酮冲洗并牢固地缠绕于经密封的喷管周 围。然后将喷管保持于反应混合物上方(在液面上部空间中)的适当位置。密封所述反应 器,然后将反应混合物搅拌并加热到30°C。在加热期间,将反应混合物借助于喷管用氩气吹 扫45分钟。在吹扫反应混合物后,将铜网浸没到反应混合物中。在5分钟的诱导时间后, 反应温度和单体转化率开始迅速增加。反应约4小时后,反应温度和单体转化率分别增加 到34°C和80. 5%。然后将铜网从所述三元共聚物溶液中移出,加入1,6己二醇二丙烯酸酯 (9. 05g,0. 04摩尔)并使其再反应60分钟。通过用空气吹扫所述三元共聚物溶液30分钟 终止聚合反应。
[0042] 聚合物的结构通过色谱分析和光谱分析确认。尺寸排阻色谱法(SEC:THF;lmL/ min;RI检测器;PMMA校准)表明数均分子量(Mn)为23, 238并且多分散度为1. 10。通过x 射线焚光测定,残余溴化物示出了 7, 762ppm溴,这与理论值(即7, 988ppm溴)接近吻合。
[0043] 还对聚合物进行光流变测定(photorheometry)、物理测试和压缩永久变形试验 (参见图1以及以下的表1和2)。根据本发明按照以下组成配制聚合物样品:55. 5%聚合 物、17. 5%N,N-二甲基丙烯酰胺、14%HDK 30RY、5%丙烯酸异癸酯、5%TegMer 809、1% Vulkanox ZMB_2c5、l% Irganox B215 和 1% Irgacure 2022。将配制物负载于具有平行板 结构的TA 200EX光测流变计(photorheometer)上。上部的板为直径为8mm的错,下部的 板为石英。将初始间隙设置为1.000mm。用于监测固化的振荡实验以30rad/s的角频率施 加0.04%的应变。使用的光源为EXFO Omnicure 2000,其有效辐照度为10mVV/cm2;将所述 灯在t= 15秒的时候开启并在实验的整个余下时间均开启。由于上部的板在x-y方向上 振荡,因此在"z"方向上的力(标记为"法向力",或FN)保持为0.N;如果样品在固化期间 收缩,则间隙相应地减小以确保在接触面处不会失去接触。数据以复数剪切模量对时间的 双对数坐标图(图1)报告。"对照物"为Kaneka的树脂XX039C,其为具有与所测树脂相似 的主链组成和分子量的丙烯酸酯官能化的远螯聚丙烯酸酯。
[0044] 为了进行拉伸强度和伸长率测试,将全部组合物在DAC 400FVZ速度混合机中以 2500rpm混合3分钟。标准5X 5X 0.075英寸测试片在聚乙稀剥离片(release sheet)之 间制备并通过辐照固化,所述辐照在Zeta 7216UV室中以100mW/cm2UVA的有效辐照度在每 侧福照30秒(共60秒),所述有效福照度通过EIT Power Puck测量。由所述测试片,压制 出犬骨形可拉伸试样和压缩永久变形圆盘。根据ASTM D412,将所述犬骨形可拉伸试样在英 斯特朗拉压强度试验仪(instron)中以20英寸/分钟的十字头速度牵引(表1)
【主权项】
1. 受控
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