一种接枝、交联、降解可调控的改性聚丙烯及其制备方法和应用技术

一种接枝、交联、降解可调控的改性聚丙烯及其制备方法和应用，其中，制备方法包括以下步骤：将过氧化物引发剂、马来酸酐、接枝助剂加入到聚丙烯中，常温下混合均匀得到混合料A；或者，将马来酸酐、接枝助剂于120～140℃下共混，得到均匀的透明溶液，随后降至室温，并与过氧化物引发剂一并加入到聚丙烯中，常温下混合均匀得到混合料B；将混合料A或B加入到混炼设备进行熔融共混，得到接枝、交联、降解可调控的改性聚丙烯。本发明专利技术的制备方法可以同时实现对马来酸酐接枝的促进、对聚丙烯基体降解的抑制以及聚丙烯基体交联的引发，且通过改变熔融共混过程中接枝助剂的添加量，可以获得交联程度可控、熔指连续可调节的马来酸酐接枝聚丙烯。熔指连续可调节的马来酸酐接枝聚丙烯。熔指连续可调节的马来酸酐接枝聚丙烯。

【技术实现步骤摘要】
一种接枝、交联、降解可调控的改性聚丙烯及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及聚丙烯材料领域，具体涉及一种接枝、交联、降解可调控的改性聚丙烯及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚丙烯(PP)具有合成原料丰富、价格低廉、高强度机械性能和耐化学性等优点，因此应用十分广泛。但PP非极性的结构大大限制了其在极性
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非极性多层粘接材料、有机
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无机共混材料和高分子合金等方面的应用。此外，聚丙烯的熔体强度较低，缺乏应变硬化，这大大限制了其在发泡、挤出成型、吹塑等领域的应用。通过熔融接枝的方法将极性单体接枝到PP分子链上是赋予PP极性最常见也是最重要的手段之一。而马来酸酐(MAH)具有可接枝的双键，此外其环酐还能发生多种反应，因此MAH接枝PP有很大的市场需求。但由于熔融接枝过程中通常会面临PP断链降解严重和功能单体接枝率较低的问题。因此，通过熔融接枝制备高接枝率且低降解程度的MAH接枝PP仍是一大挑战。另一方面，为了提高聚丙烯的熔体强度，通常会用辐射或化学的方法对聚丙烯进行交联处理，但该方法获得的聚丙烯交联程度较难控制，因此在聚丙烯交联改性领域应用受限。
[0003]有研究表明，在MAH熔融接枝PP体系中引入苯乙烯(St)作为共单体可以显著抑制PP的降解，同时可提高MAH的接枝率，但苯乙烯沸点较低，在高温加工过程中极易挥发，不仅造成原料的损失，同时也对人体还有环境造成不可忽视的伤害。此外，该方法获得的改性聚丙烯虽有相对较低的熔指，但并无交联结构。如何进一步改进现有工艺，以及如何更加安全地制备得到高马来酸酐接枝率，低聚丙烯降解程度及交联度可调控的改性聚丙烯，仍然是目前研究的重要课题。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术提供了一种接枝、交联、降解可调控的改性聚丙烯及其制备方法和应用，以解决现有技术将马来酸酐熔融接枝到聚丙烯体系中的生产工艺还有待进一步完善的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种接枝、交联、降解可调控的改性聚丙烯的制备方法，其包括以下步骤：
[0006]S1、将聚丙烯的粒料或粉料在80℃的真空烘箱中干燥；
[0007]S2、将过氧化物引发剂、马来酸酐、接枝助剂加入到聚丙烯中，常温下混合均匀得到混合料A；或将马来酸酐、接枝助剂于120～140℃下共混，得到均匀的透明溶液，随后降至室温，并与过氧化物引发剂一并加入到聚丙烯中，常温下混合均匀得到混合料B；
[0008]S3、将混合料A或B加入到混炼设备进行熔融共混，得到接枝、交联、降解可调控的改性聚丙烯；
[0009]其中：所述马来酸酐与接枝助剂的摩尔比为20:1～1:10，所述接枝助剂的化学结
构如式(1)：
[0010][0011]式(1)中，R1不存在，或者为一种供电子基团或弱吸电子基团；R2不存在，或者为一种供电子基团或弱吸电子基团。
[0012]作为本专利技术的进一步优选技术方案，R1不存在或选自
‑
OH、
‑
CH3、
‑
OCH3中的一种，所述R2不存在或选自
‑
COOH、
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OCH3、CH3中的一种。
[0013]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述接枝助剂包括4
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羟基
‑3‑
甲氧基肉桂酸、3,4
‑
二羟基肉桂酸、3
‑
(4
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羟基苯基)
‑
2丙烯酸、对乙烯基苯酚、2
‑
甲氧基
‑4‑
乙烯苯酚中的至少一种。
[0014]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述过氧化物引发剂为氧化二异丙苯(DCP)、二叔丁基过氧化物、二叔丁基过氧异丙基苯、2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化苯甲酰中的一种或几种。优选地，所述过氧化物引发剂为氧化二异丙苯(DCP)或2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧基)己烷。
[0015]作为本专利技术的进一步优选技术方案，步骤S3中，采用密炼机共混，温度区间为170～220℃，转速为30～100rpm，时间为5～10min；或者，采用挤出机共混，温度区间为160～220℃，转速为50～150rpm。
[0016]作为本专利技术的进一步优选技术方案，上述步骤S2具体包括：
[0017]将0.01～0.5wt％的引发剂、0.5～5wt％的马来酸酐、0.5～5wt％的接枝助剂加入到100wt％的聚丙烯中，常温下混合均匀得到混合料A；或者
[0018]将0.5～5wt％的马来酸酐、0.5～5wt％的接枝助剂于120～140℃下共混，得到均匀的透明溶液，随后降至室温，并与0.01～0.5wt％的引发剂一并加入到100wt％的聚丙烯上，常温下混合均匀得到混合料B。
[0019]根据本专利技术另一方面，本专利技术还提供了一种接枝、交联、降解可调控的改性聚丙烯，其由上述的接枝、交联、降解可调控的改性聚丙烯的制备方法制备得到。
[0020]根据本专利技术另一方面，本专利技术还提供了一种接枝、交联、降解可调控的改性聚丙烯在制备铝塑粘接材料或高性能高分子合金中的应用。
[0021]本专利技术的接枝、交联、降解可调控的改性聚丙烯的制备方法，通过采用上述技术方案，可以达到如下有益效果：
[0022]1)本专利技术所用的接枝助剂为生物来源，绿色环保无污染，可避免对人体和环境造成危害；
[0023]2)本专利技术所用的接枝助剂是一种多功能的接枝助剂，可以同时实现对马来酸酐接枝的促进、对聚丙烯基体降解的抑制以及聚丙烯基体交联的引发；
[0024]3)本专利技术的高马来酸酐接枝率，低聚丙烯降解程度及交联度可调控的改性聚丙烯的制备过程涉及了一种新的聚丙烯接枝与交联机理；
[0025]4)本专利技术通过改变熔融共混过程中接枝助剂的添加量，可以获得交联程度可控、熔指连续可调节的马来酸酐接枝聚丙烯，为拓展聚丙烯在各个领域的应用提供了新的可
能；
[0026]5)本专利技术的改性聚丙烯可作为铝塑粘结材料、聚丙烯发泡材料及高性能高分子合金材料使用。
附图说明
[0027]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0028]图1为本专利技术实施例中所涉及的不同接枝助剂的化学结构；
[0029]图2为本专利技术中接枝助剂与马来酸酐之间的电荷转移作用机理图；
[0030]图3为采用了本专利技术的接枝助剂的聚丙烯体系的交联机理图。
[0031]本专利技术目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0032]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接枝、交联、降解可调控的改性聚丙烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将过氧化物引发剂、马来酸酐、接枝助剂加入到聚丙烯中，常温下混合均匀得到混合料A；或者，将马来酸酐、接枝助剂于120～140℃下共混，得到均匀的透明溶液，随后降至室温，并与过氧化物引发剂一并加入到聚丙烯中，常温下混合均匀得到混合料B；S2、将混合料A或B加入到混炼设备进行熔融共混，得到接枝、交联、降解可调控的改性聚丙烯；其中：马来酸酐与接枝助剂的摩尔比为20:1～1:10，所述接枝助剂的化学结构如式(1)：式(1)中，R1不存在，或者选自
‑
CH3、
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OH或
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OCH3；R2不存在，或者选自
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OCH3、
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COOH或CH3。2.根据权利要求1所述的接枝、交联、降解可调控的改性聚丙烯的制备方法，其特征在于，所述接枝助剂包括4
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羟基
‑3‑
甲氧基肉桂酸、3,4
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二羟基肉桂酸、3
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(4
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羟基苯基)
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2丙烯酸、对乙烯基苯酚、2
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甲氧基
‑4‑
乙烯苯酚中的至少一种。3.根据权利要求1所述的接枝、交联、降解可调控的改性聚丙烯的制备方法，其特征在于，所述过氧化物引发剂为氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、二叔丁基过氧异丙基苯、2,5
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二甲基
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【专利技术属性】
技术研发人员：李勇进，郑鑫，刘志鑫，黄水清，李逸菲，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：