一种金属-有机高分子化合物及其制备方法技术

本发明专利技术公布了一种金属‑有机高分子化合物及其制备方法。金属‑有机高分子化合物主要成分包括：聚氯乙烯树脂、小分子金属有机化合物、引发剂、助剂等。金属‑有机高分子化合物的制备可采用高能振磨或微波辐照等固相化学反应方法制得。本发明专利技术提供的金属‑有机高分子化合物具有很高的介电常数，良好的力学性能。可用作电流变材料和磁流变材料的前体材料，亦可用于高性能聚氯乙烯管材、型材、薄膜材料等制作，此外在磁、光、电、特殊气体存储等领域，以及优质高低温焊接等方面具有十分广阔的应用前景。

A metal organic polymer and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种金属-有机高分子化合物及其制备方法
本专利技术涉及聚合物及金属化合物交叉
，更具体地说是涉及一种金属-有机高分子化合物及其制备方法。技术背景金属-有机化合物属于有机和无机领域的交叉学科，它的问世为学科之间的交叉应用开辟了一个崭新的研究领域，也为更多高性能新材料的问世提供了更广阔的“土壤”。金属-有机化合物，因结合了金属化合物与有机化合物的性能优势，使之具有单一化合物无法企及的性能特点，比如突出的热性能、优异的电磁性能、光电性能和高效的储氢能力等。有机高分子化合物是在小分子有机化合物基础上，通过加成聚合，缩合聚合等方式制得的化合物，它除具有普通小分子有机化合物的性能特征外，还具有高分子量化后带来的性能优势，例如：比强度高，比模量高，化学性能稳定等。若能与金属化合物相结合，形成优势互补，必将产生令人兴奋的效果，给材料领域带来新的希望。但受阻于适宜配对反应物选择的困难，以及常规反应方法的局限，将有机高分子化合物与金属化合物相结合，制备金属-有机高分子化合物的工作至今仍是该领域攻克的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种金属-有机高分子化合物及其制备方法，以促进该
的发展。本专利技术的技术难点是寻找适宜配对的有机高分子化合物与金属化合物，使提供的金属-有机高分子化合物既具有很高的介电常数，又有良好的力学性能。实现本专利技术上述目的的具体技术方案如下：本专利技术提供的金属-有机高分子化合物，其组成组分以重量份计包括：聚氯乙烯树脂100phr，小分子金属有机化合物12-40phr，引发剂1-5phr，助剂0-30phr，经固相化学反应制取得到。在本专利技术的上述技术方案中，所述小分子金属有机化合物优先选自二茂铁和具有如下结构的金属有机化合物：其中，X为H、CmH2m+1、CmH2m-1、C2H2、芳香化合物及其衍生物或脂环化合物及其衍生物，m＝1-20；n＝1～4；Me为Zn、Cu、Sn、Pb、Mg、Ca、Ba、Al、或Na。即可以是这些小分子金属有机化合物中的一种或几种。在本专利技术的上述技术方案中，所述引发剂优先选自过氧化二异丙苯、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢、偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰，即可以是它们中的一种或几种。在本专利技术的上述技术方案中，所述助剂优先选自去离子水，苯，甲苯，二甲苯，石油醚，甲醇，乙醇，乙酸乙酯，甘油和四氢呋喃，即可以是它们中的一种或几种。本专利技术提供的金属-有机高分子化合物可通过主要包括以下几个步骤的方法进行制取：(1)将配方量的聚氯乙烯树脂、小分子金属有机化合物、引发剂和助剂置于混合机中于10℃～30℃下混合不少于24小时，使各反应物充分接触；(2)将上述充分混合均匀后的混合物放置于微波反应器或高能振动磨等固相化学反应装置中进行固相反应，经充分反应后制备得到金属-有机高分子化合物。在本专利技术上述金属-有机高分子化合物的制备方法中，固相化学反应装置为高能振动磨，反应条件为于30℃～50℃下反应20h～40h。在本专利技术上述金属-有机高分子化合物的制备方法中，固相化学反应装置为微波反应器，反应条件为于30℃～50℃下反应10min～30min。与聚乙烯、聚丙烯等全C链高分子化合物相比，聚氯乙烯中的C-Cl键的离解活化能较低，致使其化学反应活性较大。此外PVC分子链上存在着一定量的头－头结构、烯丙基氯结构、叔氯结构等缺陷结构，这些缺陷结构点相对于正常头－尾结构而言，能量高，活性更大，在特定的环境下，容易被激活，可作为起始点引发与小分子金属有机化合物的有机端发生预期的化学反应。专利技术人基于上述认识，选择聚氯乙烯与特定配对的小分子金属有机化合物制得金属-有机高分子化合物。本专利技术提供的金属-有机高分子化合物，既具有很高的介电常数，又有良好的力学性能(见实施例)，可用作电流变材料和磁流变材料的前体材料，亦可用于高性能聚氯乙烯板材、管材、型材、薄膜材料等制作，此外在磁、光、电、特殊气体存储等领域，以及优质高低温焊接等方面具有十分广阔的应用前景。具体实施式以下是通过实施例对本专利技术进行具体描述，以便于所属
的人员对本专利技术的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只用于对本专利技术进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本
技术实现思路
对本专利技术做出非本质的改进和调整，应仍属于本专利技术的保护范围。在以下各实施例中，各组分的份数均为重量份数(phr)。实施例1：将100phr聚氯乙烯树脂、37phr二茂铁，4phr偶氮二异丁腈，23phr四氢呋喃准确称量后置于混合机中于20℃下混合28小时，使各反应物充分接触；上述充分混合均匀后的混合物放置于高能振动磨中，于40℃下反应22h。即制得金属-有机高分子化合物1#。实施例2：将100phr聚氯乙烯树脂、20phr油酸铜，2.5phr过氧化氢，8phr乙醇准确称量后置于混合机中于15℃下混合40小时，使各反应物充分接触；上述充分混合均匀后的混合物放置于高能振动磨中，于50℃下反应30h。即制得金属-有机高分子化合物2#。实施例3：将100phr聚氯乙烯树脂、5phr甲基丙烯酸钠，9phr乙酸亚锡，1.6phr过氧化二异丙苯准确称量后置于混合机中于30℃下混合26小时，使各反应物充分接触；上述充分混合均匀后的混合物放置于高能振动磨中，于30℃下反应38h。即制得金属-有机高分子化合物3#。实施例4：将100phr聚氯乙烯树脂，5phr马来酸钙，10phr丙酸钡，3phr衣康酸锌，2phr过硫酸铵，10phr甘油准确称量后置于混合机中于25℃下混合32小时，使各反应物充分接触；上述充分混合均匀后的混合物放置于微波反应器中，于35℃下反应26min。即制得金属-有机高分子化合物4#。实施例5：将100phr聚氯乙烯树脂、27phr苯甲酸铝，3phr过氧化苯甲酰准确称量后置于混合机中于18℃下混合48小时，使各反应物充分接触；上述充分混合均匀后的混合物放置于微波反应器中，于50℃下反应13min。即制得金属-有机高分子化合物5#。样品测试结果：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属-有机高分子化合物，其特征在于组成组分以重量份计包括：/n

【技术特征摘要】
1.一种金属-有机高分子化合物，其特征在于组成组分以重量份计包括：





2.根据权利要求1所述的金属-有机高分子化合物，其特征在于所述小分子金属有机化合物选自二茂铁和具有如下结构的金属有机化合物：



其中，X为H、CmH2m+1、CmH2m-1、C2H2、芳香化合物及其衍生物或脂环化合物及其衍生物，m＝1-20；n＝1～4；Me为Zn、Cu、Sn、Pb、Mg、Ca、Ba、Al、或Na。


3.根据权利要求1所述的金属-有机高分子化合物，其特征在于所述引发剂选自过氧化二异丙苯、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢、偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰。


4.根据权利要求1所述的金属-有机高分子化合物，其特征在于所述助剂选自去离子水、苯、甲苯、二甲苯、石油醚、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、甘油和四氢呋喃。

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【专利技术属性】
技术研发人员：皮红，叶先科，叶宇琛，
申请(专利权)人：四川大学，湖北科迪雅科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51