马来化聚丙烯和其制备方法技术

公开了有利地生产马来化聚丙烯的方法，该马来化聚丙烯，基于存在于接枝反应产品中马来酸酐部分的总量，具有较高百分数的结合马来酸酐，以及由此生产的马来化聚丙烯。生产马来化聚丙烯的方法，其中接枝反应产品中的马来酸酐部分的至少约６０％被结合到聚丙烯上。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及马来化聚丙烯和用于生产马来化聚丙烯的方法。更具体地，本专利技术涉及生产马来化聚丙烯的方法，该马来化聚丙烯具有较高百分数的结合马来酸酐部分，以及从这种方法获得的马来化聚丙烯。
技术介绍
马来化聚烯烃，尤其是马来化聚丙烯，在本领域中是已知的，并且在各种各样的应用中得到了应用。例如，马来化聚丙烯可用于使聚合物、尤其是聚烯烃与各种极性基质、包括极性聚合物、无机填料等等相容化。这种共聚物用于金属粘合粘合剂组合物也是已知的。对于将马来酸酐接枝到聚合物主链，有许多类别的技术是已知的。例如，固态马来化在低于聚合物的熔点下进行，并且反应在聚合物的暴露表面上进行。在溶剂基接枝中，基质聚合物被溶解在适当的溶剂中，并且接枝反应在溶液中进行。在熔融接枝中，通过将马来酸酐或者其前体引入聚丙烯聚合物的熔体中而使马来酸酐接枝到聚丙烯主链上，该方法一般地在催化剂存在下进行。申请人已经发现，迄今一般地用于将马来酸酐接枝到聚合物主链上的条件，以及尤其是一般地在熔融接枝中存在的条件，倾向于导致不理想的小百分数的马来酸酐被结合到聚合物主链上。更具体地，申请人已经发现，现有技术方法，如公开于例如美国专利号3,642,722-Knowles等和4,506,056-Gaylord中的方法，该文献分别此处引入作为参考，生产的马来化聚丙烯产品中，接枝反应产品中马来酸酐的少于约50％被结合到聚丙烯主链上。申请人认为，存在于现有技术的接枝反应产品中的其余的马来酸酐是未反应的和/或低聚的马来酸酐，正如本文的共同专利技术人之一Scott M.Hacker的论文/著作“Not All MaleatedPolyolefins Are Created Equal”中所指出的，其在此作为附件附上。申请人已经认识到，现有技术不仅具有上述缺点，而且这些缺点还导致在某些应用中性能较差的产品。更具体地，申请人已经注意到，马来化聚丙烯的一个重要的用途是作为相容剂，特别用于极性基质，纤维和填料。申请人理解，当结合的马来酸酐水平提高时，产品的相容化性能提高。结合的马来酸酐对马来化聚丙烯的希望的性能有利，而产品中存在的未反应的和低聚的马来酸酐倾向于抑制这种性能。事实上，保留在马来化聚丙烯产品中的非结合的马来酸酐化合物倾向于起净化剂的作用，并且抑制马来化聚丙烯的相容化性能。
技术实现思路
本专利技术涉及有利地生产马来化聚丙烯的方法，该马来化聚丙烯，基于存在于接枝反应产品中马来酸酐部分的总量，具有较高百分数的结合马来酸酐，以及由此生产的马来化聚丙烯。本专利技术方法克服了现有技术的缺点，便于生产马来化聚丙烯，其中接枝反应产品中的至少约60％和优选至少约75％的马来酸酐部分被结合到聚丙烯上。在此除非另外指出，所有百分数均指重量百分数。该改进的方法的特征在于，审慎地挑选使用的反应物的类型和性质，并且在能有效地将至少约55％和甚至更优选至少约60％的马来酸酐接枝到聚合物主链上的时间、温度和压力条件下，将马来酸酐加入到选择的聚丙烯中，和优选聚丙烯熔体中，所述百分数基于接枝反应产品中存在的全部马来酸酐部分，包括其前体。在此使用的名词“接枝反应产品”指在接枝反应被认为基本上完成之后、但在任何随后的纯化步骤之前的马来化聚丙烯，连同任何未反应的组分、副产品和杂质。在此使用的名词“聚丙烯”指和包括聚丙烯的均聚物和聚丙烯共聚物的所有形式，和尤其是聚丙烯-聚乙烯共聚物，条件是基于摩尔百分数，聚合物的至少约大部分是聚丙烯部分的形式。在此使用的名词共聚物指和包括三元共聚物等等。优选，本专利技术的聚烯烃反应物是聚丙烯均聚物或者丙烯和乙烯的共聚物，其中乙烯的重量浓度为少于约10％和更优选少于约5％。在此使用的名词“马来化聚丙烯”通常指通过将马来酸酐，优选通过共价键，接枝到聚丙烯的聚合物主链形成的反应产物。因此，如本领域中已知的，这种工业应用中的接枝反应产品通常不仅包含马来化聚丙烯，而且还包含非结合的马来酸酐和低聚的马来酸酐。在此使用的名词“结合的马来酸酐”通常指的是按照本专利技术被接枝到聚丙烯主链的衍生自马来酸酐的部分。“非结合的马来酸酐”通常指的是存在于接枝反应产品中的未反应的马来酸酐或者低聚的酸酐。在反应在熔体中进行的实施方案中，接枝反应产品通常在接枝反应步骤结束时是熔体。在某些优选的实施方案中，马来酸酐以一定的速度引入聚丙烯中，和优选地聚丙烯熔体中，以保持马来酸酐在反应混合物中(例如在熔体中)的浓度不大于约120％和甚至更优选不大于100％的马来酸酐在反应条件下在聚丙烯中的溶解度极限。申请人已经出人意料地和非直觉地发现，当混合物中的未反应的马来酸酐的量保持在相对低水平时，在反应混合物中将马来酸酐接枝到聚丙烯能够生产这样的反应产物共聚物，其或者包含很高水平的结合马来酸酐和/或包含相对低水平的低聚的马来酸酐。对于其中反应物包括聚丙烯-聚乙烯共聚物的实施方案，申请人也已经出人意料地发现，在接枝反应中被结合的马来酸酐的量通常与共聚物中聚乙烯的量有关。更特别地，通常优选共聚物包含最高约10摩尔％聚乙烯、更优选最高约5摩尔％的聚乙烯和甚至更优选约0.5摩尔％到约3摩尔％聚乙烯。申请人已经发现，在此描述的聚乙烯水平有助于生产所要求保护的高水平的结合马来酸酐，而不不利地影响反应产物的相容化性能。本专利技术因此提供改进的接枝马来酸酐/聚丙烯共聚物产品，其包含聚丙烯主链、结合的马来酸酐和约0％到约40％的非结合的马来酸酐，其中至少约60wt％的所述马来酸酐部分、更优选至少约65wt％的所述马来酸酐部分和甚至更优选地至少约70％的所述部分是结合的马来酸酐，基于反应产物中的全部马来酸酐部分。在尤其优选的实施方案中，至少约75％的所述部分是结合的马来酸酐，基于反应产物中的全部马来酸酐部分。优选实施方案的详细说明本专利技术一方面涉及用于生产马来化聚丙烯的方法，其包括使马来酸酐或者其前体与聚丙烯在反应混合物中反应。可以考虑到，可以将各种特定的工艺和单元参数用于该反应步骤，并且可以按照本专利技术使用用于将马来酸酐和聚丙烯在反应混合物中混合和反应的各种各样已知的方法和步骤。例如，考虑到，本专利技术的方法可以包括一个或多个本领域已知的类型的反应步骤，包括熔体接枝、固态接枝、溶液接枝等等。然而，本专利技术优选通过熔体接枝进行。本专利技术的步骤可以连续地、间歇地或者以两者相结合的方式实施。本领域普通技术人员根据此处的描述能够将本专利技术用于任何运行方式，而不需要过多的试验。在本专利技术的反应步骤中结合的马来酸酐的量可以受到很多反应参数的影响，包括如上所述的聚丙烯的性质，并且申请人认为高度有利的是按照本专利技术控制一个或多个有关的参数，以获得高水平的结合马来酸酐和/或低水平的未反应的和低聚的马来酸酐。通常，本专利技术的接枝反应步骤可以在任何特定的接枝反应条件的组合下进行，条件是聚丙烯与马来酸酐的反应相对于马来酸酐与其本身或者与反应混合物中其它组分如马来酸酐低聚物的反应更有利。用于获得其中聚丙烯/马来酸酐接枝反应是高度有利的的一种优选的机理是使反应混合物中未反应的马来酸酐的浓度保持在与现有技术方法中使用的水平相比相对低的水平下。尽管申请人不希望受任何操作理论的束缚，据信在本方法的优选产品中获得了出人意料地较高百分数的结合马来酸酐，至少部分地是因为马来酸酐在聚丙烯中、尤其是在聚丙烯聚合物熔体中具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的接枝共聚物产品，其包含聚丙烯主链、结合的马来酸酐和约０％到约４０％的非结合的马来酸酐，所述改进的特征在于，所述产品具有至少约６０ｗｔ％的所述马来酸酐部分是结合的马来酸酐。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SM哈克，RA德里斯，PF罗梅奥，RB赫斯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]