含低色度高酸值高分子量马来化聚丙烯的组合物及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种物质组合物，包括一种马来化聚丙烯，其酸值高于４．５，黄度指数不超过７６，数据分子量至少为２０，０００。本发明专利技术的组合物可作为相容剂与许多其它原料混合。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是申请号为95195808.9、申请日为1995年8月18日、题为“低色度高酸值高分子量马来化聚丙烯”的专利申请的分案申请。本专利技术涉及含更高酸值更高分子量更低色度的新型马来化聚丙烯的组合物。同时，本专利技术也涉及将上述组合物与其它原料混合得到的组合物。在聚烯上接枝单体已众所周知(参见M.P.Stevens所著‘PolymerChemistry’，(Addison-Wesley)，1975，pp.196-202)。马来化是一种马来酐接枝到聚合物主链的接枝形式。聚烯马来化至少可分为三类聚乙烯马来化，聚丙烯马来化，丙烯和乙烯或其它单体共聚物的马来化。由于交联的原因，除非进行特殊的处理，聚丙烯马来化制备高分子量的产物将导致熔体指数的显著下降(例如参见“Journal of Applied PolymerScience”，44，1941，N.G.Gaylord等人(1992)；和美国专利4,026,967；4,028,436；4,031,062；4,071,494；4,218,263；4,315,863；4,347,341；4,358,564；4,376,855；4,506,056；4,632,962；4,780,228；4,987,190；和5,021,510)。相反，由于马来化过程中的裂解作用聚丙烯马来化制备低分子量产物将导致流率急剧上升(例如参见美国专利3,414,551；3,480,580；3,481,910；3,642,722；3,862,265；3,932,368；4,003,874；4,548,993；和4,613,679)。文献中有些参考文献忽略了聚乙烯与聚丙烯马来化间的区别，并将分别仅对聚乙烯或聚丙烯有利的条件作为聚烯马来化的条件，对聚烯马来化进行权利要求。一般说来，由于二者马来化化学过程性质的不同，聚丙烯马来化的条件对于聚乙烯并不理想聚丙烯裂解为低分子量而聚乙烯交联成高分子量产物。美国专利4,404,312中即可看出。丙烯和乙烯或其它单体的共聚物马来化遵循其主要组分的模式。聚丙烯马来化也可进一步细分为批处理或连续处理两种方法。批处理方法中，所有反应物及产物在整个分批制备期间均处于反应体系。由于成本较高，批处理马来化方法一般不适于商业领域。因存在启动和提纯成本，批处理方法本来就更昂贵一些。在前文献中报导的马来化聚丙烯(maleated polypropylene′s)，根据溶剂是否引入可分为两种产品类型，或者根据溶剂引入到反应过程还是引入到马来化产品的处理过程也可分为两种类型。在美国专利3,414,551；4,506,056；和5,001,197中，产品的处理包括马来化聚丙烯溶解于一溶剂后沉淀，或用一溶剂洗涤。这样处理可除去可溶组分并改变表观分子量和酸值。使用挤出机的方法制备产品，其中溶剂可溶组分得以保留。另外，挤出机方法通常能与该方法后继阶段除去易挥发低分子量组分的真空系统结合。这样，不同于从溶剂方法制得的产品或在产品处理中使用溶剂制得的产品，挤出机制得的产品必然包含不同的组分。聚烯马来化作用的另一分类方法与反应过程的状态有关。溶剂方法，或加入溶剂来溶胀聚丙烯的方法(参见美国专利4,370,450)与融熔聚烯烃(无溶剂)的方法相比通常在较低的温度下进行。这些方法仅引起聚丙烯表面的马来化，而表层下大部分聚丙烯则没有进行马来化。使用熔融聚丙烯引起全部聚丙烯的无规马来化。如必须进行溶剂的回收/纯化，溶剂方法也较为昂贵。如马来化过程中必然产生易挥发副产品，溶剂的纯化就更为昂贵。如果用水作″溶剂″，聚丙烯不溶于水，反应一定仅在聚丙烯固体表面进行，而且在水溶液方法中，马来酐与水生成马来酸。显然，这两种方法中含水的方法有别于无水的方法。由于融熔法的结束步不存在溶剂的纯化或再利用，因此融熔法从环境角度来说更为清洁，同时也较为经济。目前，商用低流率(高分子量)聚丙烯马来化连续法，比如在挤出机中，制得的产品酸值远低于4。这些产品可用于粘合剂，密封材料，涂料和聚合物掺混物中的连接剂与相容剂。然而，由于酸值较低，这些马来化聚丙烯的粘合性和连接特性受到限制。如前所述，连续法制备高酸值聚丙烯的尝试结果，制得高色度而分子量低得多的产品，马来酐的转化效率为20-30％或更低(参见例如美国专利5,001,197)。连续法制备高酸值聚乙烯的尝试结果，引起交联，高色度和凝胶(参见例如美国专利4,612,155；4,639,495；4,751,270；4,762,89O；4,857,600；和4,927,888)。专利文献确已描述了高流率(低分子量)聚丙烯蜡连续马来化制得高酸值产品的方法。然而由于马来化过程中的裂解作用，前述文献制得的马来化蜡的分子量仍然低于起始原料。据上所述，连续法中，马来化流率较低的聚丙烯制备较已有产品分子量更高酸值更高，色度更低的产品甚为必要。同时也需要聚丙烯以更高的效率进行马来化。本专利技术的组合物包括一种马来化的聚丙烯，该组合物的酸值大于4.5，黄度指数不高于76，数均分子量至少20,000。制备高酸值高分子量低色度马来化聚丙烯的方法包括在反应器的一端连续生成融熔聚丙烯和融熔马来酐的紧密混合物，向融熔的聚丙烯和马来酐紧密混合物连续引入自由基引发剂，从反应器的另一端连续移走高酸值高分子量低色度马来化聚丙烯，其中，聚丙烯与马来酐的重量比为10-200，聚丙烯与自由基引发剂的摩尔比为200-4,000，马来酐与过氧化物的摩尔比1-70，其中在230℃下，融熔聚丙烯较为合适的熔体流率为0.1-50。申请人意外发现一种马来化低流率聚丙烯的新型连续法。由此方法制备的组合物，新颖性在于其较在前已知产品色度低，酸值高，分子量大。另外，本方法的独特性还在于马来酐的利用率远高于预期值。按此专利技术，组合物酸值高于4.5(测定酸值的方法在实施例中给予说明)。本专利技术的马来化聚丙烯组合物的酸值优选高于5，更优选6-70，而酸值介于9和60之间最优选。通常马来化聚丙烯产物的酸值越高，对极性底物的粘性就越高，也就越有利于与用于粘合剂和密封材料的原材料的结合。另外，在较高的酸值下，马来化聚丙烯用于不相似原料的共混物中时，可用来作为相容剂或连接剂，该共混物包括象尼龙聚丙烯共混物之类的聚合物共混物。故酸值越高，达到这些目的所需的马来化聚丙烯越少。然而，实际上酸值高于70时已难以较经济地制得。因此，马来化聚丙烯合适的酸值上限一般不超过70。本专利技术组合物的黄度指数应不高于76或75，黄度指数的分析在实施例中给予说明。黄度指数低于75，最终可得颜色令人满意的马来化聚丙烯，当其与其它原料混合时才不至于给终产物带来更多的不需要的泛黄或浅棕色。这样，黄度指数低于75较为理想。按此专利技术，马来化聚丙烯组合物黄度指数优选低于65或60，更优选低于50，而黄度指数低于40最为优选。本专利技术组合物的数均分子量至少20,000。只要有可能，数均分子量越高越好。较高数均分子量的马来化聚丙烯较为耐久也更具柔性，这是许多应用所要求的。因此，马来化聚丙烯的数均分子量最好高于25,000，甚至高于30,000。然而，由于发生在融熔聚丙烯马来化过程中的裂解作用，马来化聚丙烯的数均分子量一般低于100,000。因此，优选的马来化聚丙烯的数均分子量一般介于25,0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物质组合物，包括一种马来化聚丙烯，其酸值高于４．５，黄度指数不超过７６，数均分子量至少为２０，０００。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：TD罗伯特，SW科，
申请(专利权)人：伊斯曼化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]