一种马来酸酐接枝聚丙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种马来酸酐接枝聚丙烯材料及其制备方法。该材料是由聚丙烯、引发剂、马来酸酐和多官能团单体制成的。其制备方法是将聚丙烯、引发剂、马来酸酐和多官能团单体混匀后熔融复合，得到产物。其中，熔融复合的温度为１５０－２５０℃。该熔融复合步骤可在双螺杆挤出机中进行，螺杆转速为５０－５００转／分钟，长径比为１５－１００。本发明专利技术制备的马来酸酐接枝聚丙烯，接枝的马来酸酐含量在１．０％以上，在提高聚丙烯极性的同时还保持了聚丙烯基料优良的力学性能，可用于聚合物共混体系的相容剂，改善制品的表面涂饰性能。本发明专利技术提供的制备方法操作简便，易于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，具有优良的的力学性能，在汽车，家用电 器，包装等许多领域有着非常广泛的应用。但由于聚丙烯的非极性和结晶性，使得 它同大多数高聚物的相容性差，不易湿润，粘合，印刷及涂覆性能差，与极性材料 共混时不能得到性能很好的材料。因此需要对聚丙烯进行改性，增加其极性，扩宽 其应用范围。常用的改性单体是马来酸酐。现阶段将马来酸酐接枝到聚合物主链上的主要方法有溶液接枝，熔融接枝，固 相接枝和悬浮接枝。溶液接枝是将聚合物溶于适当的溶剂中，接枝反应在溶液中进行，这种方法由 于需回收大量的溶剂而没有得到广泛应用。中国专利技术专利CN1793190A介绍了利用固相法得到马来酸酐接枝聚丙烯材料的 方法。这种方法通过引入表面活性剂，使得接枝反应在固相的情况下发生在聚丙烯 表面，可以得到接枝率较高的改性聚丙烯材料，同时具有操作简单，污染小等优点， 但由于接枝反应多发生在聚丙烯基体的表面，因此该方法存在接枝不均匀的缺点。中国专利技术专利CN1948356A介绍了利用悬浮固相接枝制备马来酸酐共聚物的方 法。这种方法使用大量的水为分散介质且反应时间长达1小时以上，因而不利于规 模化生产。熔融接枝法由于操作简单，生产效率高，而成为目前最常用的方法。在接枝过 程中，引发剂分解产生的自由基夺取聚丙烯分子链上的氢而形成大分子自由基，但 它易于发生P断链即降解而导致接枝率低及材料性能的劣化，因此如何控制稳定大 分子自由基，使反应向接枝的方向进行就成为制备高性能高接枝率聚丙烯的关键。 中国专利技术专利CN1456430A和CN1230554A均在熔融接枝过程中引入了共单体提高 马来酸酐的接枝率。在CN1230554A中采用以苯乙烯作为共接枝单体，但苯乙烯单 体易于挥发，对人体有害。在CN1456430A中，申请人称以油酸为共接枝单体可以 提高接枝率，但并未说明其机理，也未给出支持的信息。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。本专利技术提供的马来酸酐接枝聚丙烯材料，是由聚丙烯、引发剂、马来酸酐和多 官能团单体制成的；其中，引发剂为过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己垸、 过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基或过氧化苯甲酸叔丁酯；优选过氧化氢二异丙苯、 2,5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己垸、过氧化二异丙苯；多官能团单体为三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1， 6—己二醇二 丙烯酸酯、1， 4一丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二 丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、三羟甲 基丙垸三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙垸三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三 丙烯酸酯、三羟甲基丙垸三甲基丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯或季戊四醇三丙 烯酸酯；优选季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙垸三丙烯酸酯、三羟甲基丙垸三甲 基丙烯酸酯或丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯；聚丙烯为聚丙烯均聚物和/或聚丙烯共聚物。上述马来酸酐接枝聚丙烯材料中，聚丙烯的质量份数为100，引发剂的质量份 数为0.005-4，优选0.05-1，更优选0.075-0.3;马来酸酐的质量份数为1-10，优选1-5， 更优选1.5-3;多官能团单体的质量份数为0.05-5，优选0.5-3，更优选0.75-2.25。本专利技术提供的制备上述马来酸酐接枝聚丙烯材料的方法，是将聚丙烯、引发剂、 马来酸酐和多官能团单体混匀后熔融复合，得到马来酸酐接枝聚丙烯材料； 其中，所用引发剂和多官能团单体均如上所述。该方法中，聚丙烯的质量份数为100，引发剂的质量份数为0.005-4，优选0.05-1， 更优选0.075-0.3;马来酸酐的质量份数为1-10，优选l-5，更优选1.5-3;多官能团 单体的质量份数为0.05-5，优选0.5-3，更优选0.75-2.25。熔融复合的温度为150-250°C，优选150-200°C，更优选170-195°C。该熔融复 合步骤可在双螺杆挤出机中进行，螺杆转速为50-500转/分钟，长径比为15-100。该方法的制备机理是引发剂在高温下分解产生自由基，从聚丙烯主链上脱去氢 原子，形成大分子自由基，多官能团单体可以与大分子自由基相结合，形成较稳定 的自由基及支化结构，有效抑制了聚丙烯的降解反应；同时多官能单体与马来酸酐 有较好的共聚性能，能够提高马来酸酐的转化率，制得具有高接枝率的马来酸酐接 枝聚丙烯材料。本专利技术制备的马来酸酐接枝聚丙烯，接枝的马来酸酐含量在1.0%以上，在提高 聚丙烯极性的同时还保持了聚丙烯基料优良的力学性能，可用于聚合物共混体系的 相容剂，改善制品的表面涂饰性能。本专利技术提供的制备方法操作简便，易于工业化生产。 附图说明图1为本专利技术实施例1和对比例1制备的马来酸酐接枝聚丙烯材料的红外光谱图。图2为本专利技术实施例2-5制备的马来酸酐接枝聚丙烯材料的红外光谱图。 具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不限于以下实施例。 实施例l、制备马来酸酐接枝聚丙烯材料原料组分(按质量份数，下同)均聚聚丙烯100份，大庆石化公司生产，牌 号为T30S，下述实施例中均采用该均聚聚丙烯；过氧化二异丙苯0.05份；马来酸酐1.5份；季戊四醇三丙烯酸酯1.5份。所用双螺杆挤出机为同向旋转积木式双螺杆挤出机，螺杆直径为30mm，长径 比为40，变频调速，采用七段加热控温。以下各实施例中均选用该双螺杆挤出机。将上述组分用高速混合机混合均匀，然后在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，即 得到本专利技术提供的马来酸酐接枝聚丙烯材料。其中，挤出机转速为150转/分钟，双 螺杆从喂料口到机头各段温度为170°C、 180°C、 190°C、 195°C、 195°C、 190°C、 185°C。将产物置于索式抽提器中用丙酮抽提12小时，然后将抽提后的产物置于二甲苯 中充分溶解，利用酸碱滴定测定接枝率，同时抽提后的产物压成薄膜用红外分析。实施例2、制备马来酸酐接枝聚丙烯材料原料组分均聚聚丙烯100份；2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷0.075 份；马来酸酐1.5份；季戊四醇三丙烯酸酯0.75份。将上述组分用高速混合机混合均匀，然后在双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒， 即得到本专利技术提供的马来酸酐接枝聚丙烯材料。其中，挤出机转速为150转/分钟， 双螺杆从喂料口到机头各段温度为170°C、 180°C、 190 °C、 195°C、 195°C、 190°C、 185°C。将产物置于索式抽提器中用丙酮抽提12小时，抽提后的产物压成薄膜用红外分析。实施例3、制备马来酸酐接枝聚丙烯材料采用与实施例2完全相同的制备条件，仅将原料及其相应的质量份数按照如下 所示更改均聚聚丙烯100份；过氧化二异丙苯0.10份；马来酸酐2.0份；季戊四 醇三丙烯酸酯2,25份。将所得产物置于索式抽提器中用丙酮抽提12小时，抽提后的产物压成薄膜用红外分析。实施例4、制备马来酸酐接枝聚丙烯材料采用与实施例2完全相同的制备条件，仅将原料及其相应的质量份数按照如下所示更改均聚聚丙烯100份；过氧化二异丙苯0.15份；马来酸酐2.5份；季戊四醇三丙烯酸酯3份。将所得产物置于索式抽提器中用丙酮抽提12小时，抽提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马来酸酐接枝聚丙烯材料，是由聚丙烯、引发剂、马来酸酐和多官能团单体制成的；　其中，所述引发剂为过氧化氢二异丙苯、２，５－二甲基－２，５－双（叔丁基过氧基）己烷、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基或过氧化苯甲酸叔丁酯；　所述多官能团单体为三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、１，６－己二醇二丙烯酸酯、１，４－丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚Ａ二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董金勇，倪青林，范家起，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，秦皇岛科瑞达高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]