超声波技术引发接枝的丙烯基弹性体聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超声波技术引发接枝的丙烯基弹性体聚合物及其制备方法；所述聚合物包括：丙烯基弹性体树脂93～99％，接枝单体0.5～5％，交联抑制剂0.1～1％，抗氧剂0.1～1％。将所有组分高速混合后，置于具有超声发生装置的挤出机中经熔融塑化、超声初步引发、捏合混炼、超声持续引发、口模挤出、拉条、冷却、切粒、真空干燥，即可。本发明专利技术的丙烯基弹性体接枝物选择了更为清洁的超声波能引发聚合物产生自由基实现接枝的过程，从而在根本上避免了传统使用过氧化物的方式在产品中产生残留。并且，使用这种接枝工艺的产品在应用于薄膜的粘接、工程塑料的增韧改性、填充(增强)高聚物的偶联改性、高分子合金的制备等方面具有优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化学改性高分子聚合物及其制备方法，具体涉及一种超声波技术引发接枝的丙烯基弹性体聚合物及其制备方法。
技术介绍
丙烯基弹性体无论是从合成加工还是到配方改性上，都是一类具有全新技术的聚合物产品，该类聚合物结构中具有受控的局部缺陷，与齐格勒-纳塔催化剂或茂金属催化剂制备的丙烯共聚物相比，在结构和性能上存在很大的差异，具有相对窄的分子质量分布和较宽的熔融范围，其结晶性能较差，用作薄膜、纤维和模制品时，具有突出的光学性能、密封性能、粘接强度、弹性和柔软性。另外还具有低的热封起始温度、宽的热封温度窗口；优异的热胶粘性和透明性；在填料的高填充量下，仍然具有良好的加工性能；与聚烯烃有很好的相容性和粘合性，与价格相对便宜的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)复合使用，可以获得性价比高的材料；可以用多种加工方法进行加工，如：挤出、注塑、吹塑、流延、纺丝和压延等。在部分场合可以替代PP、PE、乙烯-辛烯弹性体(POE)和乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)使用。然而丙烯基弹性体自身不具有极性，若要扩展这种材料的应用范围，赋予其功能性，如将其应用于薄膜的粘接、工程塑料的增韧改性、填充(增强)高聚物的偶联改性、高分子合金的制备等方面具有特殊的优势。在聚合物中添加极性的小分子化合物对其进行接枝改性是对其进行化学改性的理想途径，这些小分子化合物包括马来酸酐(MAH)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)等，聚合物接枝改性的方法主要有单体聚合法、溶液法、熔融法、辐射法、固相法等。利用过氧化物引发聚合物熔融接枝一些极性单体是实现聚烯烃功能化的理想途径，并且该技术已经成功实现了工业化，目前市场上常见的接枝改性聚合物大都是通过熔融法生产。但是，过氧化物最终会残留在产品中，随着时间的推移继续引发聚合物降解，从而导致材料性能(尤其是力学性能)的下降。专利201110377655.7公开了一种超高流动性丙烯基弹性体接枝共聚物及其制备方法，该方法即是使用了过氧化物引发丙烯基弹性体接枝，虽然其赋予了材料极性，较常规的弹性体接枝共聚物流动性能优异很多，应用于汽车内外饰件等领域薄壁化，大型化的制件上具有优势，从减少出现注塑不充分、翘曲的等制品缺陷。然而使用过氧化物的方法仍会产生过氧化物的残留，且无法从根本上去除这些残留，随着时间的推移会继续引发聚合物降解或交联，从而影响最终制品的性能。本专利技术旨在利用清洁环保的超声波能量，在不施加任何过氧化物的前提下，通过超声技术引发丙烯基弹性体熔融接枝功能性单体，为制备极性化丙烯基弹性体，拓宽其应用范围开辟一条新路。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的不足，提供一种超声波技术引发接枝的丙烯基弹性体聚合物及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：本专利技术涉及一种使用超声波技术引发接枝的丙烯基弹性体接枝聚合物，所述聚合物包括如下重量百分比含量的各组分：作为优选方案，所述丙烯基弹性体树脂的熔体流动速率为3～30g/10min；所述丙烯基弹性体树脂为一种或几种不同熔体流动速率的丙烯基弹性体树脂的复配物。作为优选方案，所述接枝单体包括马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种的复配物。作为优选方案，所述马来酸酐为无色针状晶体，有一定刺激性气味，熔点52.8℃，相对密度1.48，相对分子质量98.06；所述丙烯酸为无色澄清液体，带有特征的刺激性气味，相对密度1.05，相对分子质量72.06；所述甲基丙烯酸缩水甘油酯为无色透明液体，相对密度1.074，相对分子质量142.15。作为优选方案，所述交联抑制剂为亚磷酸三苯酯、己内酰胺或硬脂酸酰胺。作为优选方案，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。所述受阻酚类抗氧剂包括市售抗氧剂1076、抗氧剂245或抗氧剂1010，所述的亚磷酸酯类抗氧剂包括市售抗氧剂168。本专利技术还涉及一种本专利技术的使用超声波技术引发接枝的丙烯基弹性体接枝聚合物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将所述丙烯基弹性体树脂、接枝单体、交联抑制剂、抗氧剂高速混合后，置于设有双超声发生装置的挤出机中经熔融塑化、超声初步引发、捏合混炼、超声持续引发、口模挤出、拉条、冷却、切粒、真空干燥，即得所述丙烯基弹性体接枝聚合物；所述双超声发生装置分别设置在挤出机的反应段筒体和挤出机头上。双超声发生装置具体设置时，聚合物的混合物通过熔融塑化成熔体10，经过套接在挤出机反应段机身的超声探头6，经过探头6的超声作用，从而引发初步的接枝反应，再次经过套接在挤出机机头处的超声探头9，引发进一步的反应，使得反应充分完全后，经口模12挤出后得到理想的接枝物产品，具体如结构示意图1所示。作为优选方案，所述的挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，更优选的方案，所述挤出机为同向双螺杆挤出机。作为优选方案，所述挤出机从加料口到机头的各段螺杆温度设置在80℃～280℃，螺杆转速控制在50～400转/分。作为优选方案，所述超声发生装置的超声波功率控制在50～800W，超声波频率控制在10000～30000Hz。作为优选方案，所述高速混合是在高速混合机中进行的，混合时间为3～10分钟。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术使用超声波技术引发接枝反应，无论选用何种反应型单体，均未使用过氧化物作为引发剂，因而在接枝产品中，不会有未反应过氧化物及其分解产物的残留，使整个过程更清洁、更环保，从而降低对最终产品的性能、外观、气味等方面的影响；(2)本专利技术使用超声波技术引发丙烯弹性体产生大分子自由基，从而进一步引发反应单体的接枝，不像使用过氧化物引发时，丙烯基弹性体会产生剧烈的降解副反应，使用超声波技术虽然也会使丙烯基弹性体聚合物产生断链，但其程度相对温和，副反应程度降低，更利于丙烯基弹性体自身性能的保持；(3)相对于使用过氧化物引发接枝，本专利使用超声发生装置引发丙烯弹性体接枝反应型单体，能使聚合物产生足够的大分子自由基引发单体接枝，并且能够缩短加工周期，这是因为不用考虑使用的过氧化物半衰期温度，在工艺上只需将树脂充分塑化，反应型单体充分混合均匀即可。(4)本专利技术使用双超声发生装置引发丙烯弹性体接枝反应型单体，聚合物及反应型单体在挤出机前段熔融后就通过第一段超声发生装置，引发第一步的接枝反应，持续反应后通过第二段超声发生装置进一步的引发接枝反应，通过调整合适的...

【技术保护点】
一种使用超声波技术引发接枝的丙烯基弹性体接枝聚合物，其特征在于，所述聚合物包括如下重量百分比含量的各组分：

【技术特征摘要】
1.一种使用超声波技术引发接枝的丙烯基弹性体接枝聚合物，其特征在于，
所述聚合物包括如下重量百分比含量的各组分：
2.根据权利要求1所述的使用超声波技术引发接枝的丙烯基弹性体接枝聚合
物，其特征在于，所述丙烯基弹性体树脂的熔体流动速率为3～30g/10min；所述丙
烯基弹性体树脂为一种或几种不同熔体流动速率丙烯基弹性体树脂的复配物。
3.根据权利要求1所述的使用超声波技术引发接枝的丙烯基弹性体接枝聚合
物，其特征在于，所述接枝单体包括马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯中
的一种或几种的复配物。
4.根据权利要求1所述的使用超声波技术引发接枝的丙烯基弹性体接枝聚合
物，其特征在于，所述交联抑制剂为亚磷酸三苯酯、己内酰胺或硬脂酸酰胺。
5.根据权利要求1所述的使用超声波技术引发接枝的丙烯基弹性体接枝聚合
物，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗
氧剂的复配物。
6.一种如权利要求1～5中任一项所述的使用超声波技术引发接枝的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤俊杰，齐阳城，史鹏伟，段浩，李昌鸿，
申请(专利权)人：南通日之升高分子新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32