一种嵌段聚丙烯增韧改性相容剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种嵌段聚丙烯增韧改性相容剂，由包括如下重量百分数的组份的原料在溶剂中进行酯化反应得到：羧酸酐接枝聚丙烯47.5％‑49.75％；羧酸酐接枝增韧弹性体47.5％‑49.75％；二醇类衍生物0.5％‑5％；其中，所述二醇类衍生物为聚乙二醇或聚乙二醇衍生物；本发明专利技术还公开了上述嵌段聚丙烯增韧改性相容剂的制备方法和应用。本方明的增韧改性相容剂提高了聚丙烯树脂和相应弹性体之间的相容性，也改善了聚丙烯增韧弹性体材料的性能。

A toughening and modifying compatibilizer for block polypropylene and its preparation method and Application

The invention discloses a toughening and modifying compatibilizer for block polypropylene, which is obtained by esterification reaction of raw materials including the following components in solvent: carboxylic anhydride grafted polypropylene 47.5%49.75%; carboxylic anhydride grafted toughening elastomer 47.5%49.75%; glycol derivatives 0.5%5%; in which the glycol derivatives are derived from polyethylene glycol or polyethylene glycol. The invention also discloses the preparation method and application of the toughening and modifying compatibilizer of the block polypropylene. The compatibilizer of Benfangming improves the compatibility between polypropylene resin and corresponding elastomer, and also improves the properties of Polypropylene Toughened elastomer material.

【技术实现步骤摘要】
一种嵌段聚丙烯增韧改性相容剂及其制备方法和应用
本专利技术属于增韧改性相容剂的
，特别涉及一种用于制备聚丙烯增韧改性复合材料的新型相容剂。
技术介绍
聚丙烯树脂具有力学性能好、密度小、无毒、耐腐蚀及容易加工成型等优点，广泛用于建材、家电、汽车、管材、日用品等领域。但是在一些需要特殊要求的领域，如需要高韧性，高刚性，导电性等，通用聚丙烯树脂性能则难以满足要求，需要对聚丙烯树脂进行相应改性。在高韧性制品领域，如汽车保险杠等方面，需要在聚丙烯基料挤出上添加增韧剂以改善韧性，在这一领域，采用动态硫化方法制备可重复加工使用的热塑性弹性体(俗称TPV弹性体)是聚丙烯增韧改性的热点，而最为成熟的制品是采用三元乙丙橡胶(EPDM)与聚丙烯动态硫化制备PP/EPDM弹性体，CN101440184A和CN104610665B分别报道了采用聚丙烯和三元乙丙橡胶为基料制备动态硫化弹性体的方法，其中CN104610665B采用密炼机工艺，而CN101440184A采用连续挤出工艺，两者都是在强力剪切作用下促使聚丙烯树脂相和橡胶相发生相态转变，硫化剂起到了橡胶相中橡胶粒子部分交联的作用。三元乙丙橡胶的分子与聚丙烯分子相容性比较好，不需要添加其他相容剂就可以制备出性能优异的热塑性弹性体。除了三元乙丙橡胶，SBS、SEBS、SIS、EVA等材料也是聚丙烯树脂良好的增韧剂，但是，相关的动态硫化弹性体方面的研究鲜见报道，这是因为上述弹性体分子与聚丙烯分子相容性差，CN1247682C报道了用SIS、SBS或SEPS与PP动态硫化制备弹性体的方法，该方法中如果考虑到弹性体分子和聚丙烯分子相容性问题，加入能够改善二者相容性的添加剂，将可以进一步改善材料性能。
技术实现思路
为弥补现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种具有嵌段结构的聚丙烯增韧改性相容剂，还提供了该相容剂的制备方法，利用本专利技术的增韧改性相容剂可以提高聚丙烯分子与SBS、SEBS、SIS、EVA等增韧弹性体材料分子的相容性。为了实现本专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：本专利技术第一方面提供一种嵌段聚丙烯增韧改性相容剂，由包括如下重量百分数的组份的原料在溶剂中进行酯化反应得到：羧酸酐接枝聚丙烯47.5％-49.75％羧酸酐接枝增韧弹性体47.5％-49.75％二醇类衍生物0.5％-5％其中，所述二醇类衍生物为聚乙二醇或聚乙二醇衍生物。优选地，羧酸酐接枝聚丙烯为47.5％-49％，羧酸酐接枝增韧弹性体为47.5％-49％，二醇类衍生物为3％-5％；比如，羧酸酐接枝聚丙烯为47.6％，48％，羧酸酐接枝增韧弹性体为47.6％，48.5％，二醇类衍生物为2.9％，4.76％。本专利技术提到的相容剂中乙二醇衍生物是指分子链的两端均具有活性羟基基团的化合物，例如，PEG1000、PEG2000、PEG4000等。优选地，所述羧酸酐接枝聚丙烯由包括如下重量百分数的组份的原料进行熔融接枝得到：均聚聚丙烯90％-99.5％羧酸酐0.5％-10％过氧化物引发剂0.01％-0.5％。进一步优选地，均聚聚丙烯为95％-97％，羧酸酐为2％-8％，过氧化物引发剂为0.09％-0.5％；比如，均聚聚丙烯为95.6％，96.6％，羧酸酐为2.89％，3.8％，过氧化物引发剂为0.09％，0.48％。优选地，所述羧酸酐接枝增韧弹性体由包括如下重量百分数的组份的原料进行熔融接枝得到：充油的增韧弹性体90.25％-99.5％羧酸酐0.5％-9.5％过氧化物引发剂0.005％-0.25％。进一步优选地，充油的增韧弹性体为92％-98％，羧酸酐为2％-8％，过氧化物引发剂为0.09％-0.2％；比如，充油的增韧弹性体为95％，96％，羧酸酐为2.9％，3.8％，过氧化物引发剂为0.096％，0.19％。优选地，在所述充油的增韧弹性体中增韧弹性体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(英文缩写为SBS)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(英文缩写为SEBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(英文缩写为SIS)或乙烯-醋酸乙烯共聚物(英文缩写为EVA)中的一种或多种；优选地，所述二醇类衍生物的聚合度为400-8000，进一步优选地，所述二醇类衍生物的聚合度为1000-6000，比如，2000,3000,4000；所述均聚聚丙烯的熔融指数为1.0-30.0g/10min，优选地，均聚聚丙烯的熔融指数为5.0-25.0g/10min，比如，10.0g/10min，12.0g/10min，15.0g/10min。优选地，所述羧酸酐选自马来酸酐、2-甲基马来酸酐、2,3-二甲基马来酸酐、2-氯马来酸酐或2-溴马来酸酐中的一种或多种；所述过氧化物引发剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、2,5-二甲氧基-2,5二叔丁基过氧化己烷、过氧化氢二异丙苯、叔丁基过氧化异丙苯或过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或多种。本专利技术第二方面提供一种制备上述增韧改性相容剂的方法，将所述羧酸酐接枝聚丙烯、羧酸酐接枝增韧弹性体与二醇类衍生物在二甲苯溶剂中进行酯化反应，得到增韧改性相容剂；其中，酯化反应温度为80-120℃，优选为90-110℃，比如，100℃，105℃；优选地，向酯化反应后的产物中加入甲醇、过滤后得到粗制的增韧改性相容剂，再用乙醇对粗制的增韧改性相容剂进行冲洗，得到纯化后的增韧改性相容剂；进一步优选地，在酯化反应中加入分子筛脱除生成的水。优选地，所述羧酸酐接枝聚丙烯是由均聚聚丙烯、羧酸酐和过氧化物引发剂混合后通过挤出机共混进行熔融接枝得到；挤出机的温度为170-220℃，优选为175-210℃，比如，180℃，200℃；上述混合可以采用高速混合机进行混合；进一步优选地，共混接枝率为0.1％-3.0％，更优选为0.5％-2.5％，比如，1.0％，1.5％；将共混接枝反应后的产物溶于二甲苯，向其中加入甲醇后进行过滤，得到粗制的羧酸酐接枝聚丙烯，再用乙醇对粗制的羧酸酐接枝聚丙烯进行冲洗，得到纯化后的羧酸酐接枝聚丙烯。优选地，羧酸酐接枝增韧弹性体是由充油的增韧弹性体、羧酸酐、过氧化物引发剂混合后通过挤出机共混进行熔融接枝得到，挤出机的温度为160-200℃，优选为165-190℃，比如，175℃，185℃；上述混合可以采用高速混合机进行混合；所述充油的增韧弹性体是在熔融接枝前对所述增韧弹性体进行充油处理得到的，充油处理选用环烷油和/或白油，优选地，增韧弹性体与环烷油和/白油的比例优选为1:0.8-1:1.2，例如比例为1:1，其具体过程为本领域所熟知，例如将增韧弹性体与白油和环烷油中的至少一种充分搅拌均匀后静置12-48h，优选为18-36h，比如，24h,30h，得到充油的增韧弹性体；进一步优选地，共混接枝率为0.1％-3.5％；更优选为0.5％-3.0％，比如，1.5％，2.0％；将共混接枝反应后的产物溶于二甲苯，向其中加入甲醇后进行过滤，得到粗制的羧酸酐接枝增韧弹性体，再用乙醇对粗制的羧酸酐接枝增韧弹性体进行冲洗，得到纯化后的羧酸酐接枝增韧弹性体；更优选地，所述环烷油选自KN4006或KN4010；所述白油选自5#、7#、10#、15#或26#。优选地，所述熔融接枝采用双螺杆挤出机，其长径比为1：25-1：40，进一步优选为1：30-1：35，比如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌段聚丙烯增韧改性相容剂，由包括如下重量百分数的组份的原料在溶剂中进行酯化反应得到：羧酸酐接枝聚丙烯                47.5％‑49.75％羧酸酐接枝增韧弹性体            47.5％‑49.75％二醇类衍生物                    0.5％‑5％其中，所述二醇类衍生物为聚乙二醇或聚乙二醇衍生物。

【技术特征摘要】
1.一种嵌段聚丙烯增韧改性相容剂，由包括如下重量百分数的组份的原料在溶剂中进行酯化反应得到：羧酸酐接枝聚丙烯47.5％-49.75％羧酸酐接枝增韧弹性体47.5％-49.75％二醇类衍生物0.5％-5％其中，所述二醇类衍生物为聚乙二醇或聚乙二醇衍生物。2.根据权利要求1所述的增韧改性相容剂，其特征在于，所述羧酸酐接枝聚丙烯由包括如下重量百分数的组份的原料进行熔融接枝得到：均聚聚丙烯90％-99.5％羧酸酐0.5％-10％过氧化物引发剂0.01％-0.5％。3.根据权利要求1所述的增韧改性相容剂，其特征在于，所述羧酸酐接枝增韧弹性体由包括如下重量百分数的组份的原料进行熔融接枝得到：充油的增韧弹性体90.25％-99.5％羧酸酐0.5％-9.5％过氧化物引发剂0.005％-0.25％。4.根据权利要求3所述的增韧改性相容剂，其特征在于，在所述充油的增韧弹性体中增韧弹性体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或多种；所述二醇类衍生物的聚合度为400-8000，优选地，所述二醇类衍生物的聚合度为1000-6000；所述均聚聚丙烯的熔融指数为1.0-30.0g/10min，优选地，所述均聚聚丙烯的熔融指数为5.0-25.0g/10min。5.根据权利要求2或3所述的增韧改性相容剂，其特征在于，所述羧酸酐选自马来酸酐、2-甲基马来酸酐、2,3-二甲基马来酸酐、2-氯马来酸酐或2-溴马来酸酐中的一种或多种；所述过氧化物引发剂引发剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、2,5-二甲氧基-2,5二叔丁基过氧化己烷、过氧化氢二异丙苯、叔丁基过氧化异丙苯或过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或多种。6.制备权利要求1-5任一项所述的增韧改性相容剂的方法，其特征在于，将所述羧酸酐接枝聚丙烯、羧酸酐接枝增韧弹性体与二醇类衍生物在二甲苯溶剂中进行酯化反应，得到增韧改性相容剂；其中，酯化反应温度为80-120℃，优选为90-110℃；优选地，向酯化反应后的产物中加入甲醇、过滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：方伟，田广华，罗春桃，焦旗，李丽英，王居兰，孟永智，张乐乐，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，神华宁夏煤业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11