本发明专利技术公开一种超临界反应挤出制备含长支链结构的高熔体强度聚丙烯的方法，其特征包括如下步骤：（1）称取聚丙烯100重量份、极性化合物1～15重量份、引发剂0.1～6重量份、胺类、醇类或硅烷类化合物1～10重量份、抗氧化剂0～0.5重量份、光和热稳定剂0～0.5重量份；（2）将所述胺类、醇类或硅烷类化合物用醇和/或酮稀释成20％-80%(重量)的溶液；（3）聚丙烯、极性化合物、过氧化物引发剂、抗氧化剂和光和热稳定剂以及步骤（2）得溶液加入挤出机，并从第一侧线加入超临界CO2流体，熔融挤出得到含长支链结构的高熔体强度聚丙烯。该产品具有无凝胶、熔体流动速率和应变硬化等优良特性，适用于发泡、热成型、薄膜吹塑及挤出涂覆等应用领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚丙烯一步反应挤出制备含长支链结构的高熔体强度聚丙 烯的方法，尤其涉及超临界反应挤出制备高熔体强度聚丙烯的方法，属于高分子材料技术 领域。
技术介绍
聚丙烯(PP)工业发展迅速，但是目前主要采用Ziegler-Natta和茂金属催化剂催 化生产的高等规度PP (iPP)，一般不能产生次级活性中心，只有线性链结构，导致其分子量 分布窄、熔体强度低和耐熔垂性能差等缺点。而且，在熔融状态下PP没有应变硬化效应，因 此大大限制了 PP的应用范围。此外，PP还是一种部分结晶聚合物，软化点和熔点很接近， 超过熔点后熔体强度迅速下降，导致在采用热成型时容器壁厚不均勻，挤出涂布压延时出 现边缘卷曲、收缩，挤出发泡时泡孔塌陷等问题。普遍认为增加PP的熔体强度是其在塑料 市场更快速增长、获得更广泛应用的重要因素。制备高熔体强度聚丙烯，可以通过提高聚丙烯的相对分子质量、增大相对分子量 分布、长支链化等方法，具体的实施方法有射线辐照、共混改性、化学交联、溶液接枝、熔融 接枝和原位聚合等方法。日本专利JP5531807公开了一种PP、HDPE, LDPE和EI3R共混物，提高了熔体强度， 并制成发泡材料。美国专利US4365004通过CPP与高熔体强度的LDPE共混提高熔体强度。 中国专利CN1775851A公开了聚丙烯、接枝聚丙烯、聚乙烯和胺类化合物共混挤出制备高熔 体强度聚丙烯。但由于仅采用简单共混的方法极难达到分子级的均勻分散，产品力学性能 不理想。Himont公司的专利CN86100791采用电子阴极射线辐照直链PP，使之产生长链支 化，生产出较高重均分子质量和较高支化度的HMSPP，但是由于PP是半结晶聚合物，无定 型部分已产生接枝，而结晶区域则较难，尽管可采取一些措施如降低结晶度等，但还是容 易形成大量的不均勻凝胶，因此存在着产品性能稳定性的问题。中国专利CN1986589A和 CN1432596A公开了采用丙烯酸酯类熔融接枝聚丙烯以提高熔体强度的方法，但传统熔融反 应挤出由于高温导致聚丙烯主链降解严重而影响产品综合性能。而溶液接枝由于生产的过程中需要大量的溶剂，不但浪费资源，更重要的是溶剂 对周围环境以及个人产生危害。熔融接枝则由于在高温下操作，存在聚丙烯容易氧化降解 等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制备工艺简单、熔体流动速率范围宽、无凝胶的超临界 反应挤出制备含长支链结构的高熔体强度聚丙烯的方法。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是本专利技术的含长支链结构的高熔体强度聚丙烯，其特征在于熔体流动速率范围为1-25 g/lOmin，由以下组分组成本专利技术中，(1)按以上配方称取各原料；(2)将所述胺类、醇类或硅烷类化合物用醇和/或酮稀释成质量百分比浓度为 20% -80%的溶液；(3)将如步骤(1)配方的聚丙烯、极性化合物、过氧化物引发剂、抗氧化剂和光和热稳 定剂以及步骤(2)得到的溶液加入螺杆挤出机中，并将超临界(X)2流体从第一侧线加入螺杆 挤出机中，熔融挤出得到含长支链结构的高熔体强度聚丙烯；所述超临界CO2流体的质量为 聚丙烯质量的0. 1% -20%，螺杆转速100-300转/分，挤出温度为140°C _220°C。本专利技术中，所述的超临界反应挤出制备含长支链结构的高熔体强度聚丙烯的方 法，其特征是所述步骤(2)中，按以下任一种方法将如步骤(1)配方的聚丙烯、极性化合 物、过氧化物引发剂、抗氧化剂和光和热稳定剂以及步骤(2)得到的溶液加入螺杆挤出机 中方法一将极性化合物、抗氧化剂、光和热稳定剂、过氧化物引发剂和聚丙烯预混后直 接从加料口进料，将步骤(2)得到的溶液从第二侧线加入；方法二 将极性化合物、抗氧化剂、光和热稳定剂和聚丙烯预混后直接从加料口进料， 将过氧化物引发剂和步骤(2)得到的溶液从螺杆挤出机的第二侧线进料；方法三将抗氧化剂、光和热稳定剂和聚丙烯预混后直接从加料口进料，将极性化合 物、过氧化物引发剂和步骤(2)得到的溶液从螺杆挤出机的第二侧线进料；方法四将极性化合物和聚丙烯预混后直接从加料口进料，将抗氧化剂、光和热稳定 剂、过氧化物引发剂和步骤(2)得到的溶液从螺杆挤出机的第二侧线进料。本专利技术中，极性化合物为马来酸、马来酸酐、马来酸二丁酯、丙烯酸、丙烯酸缩水甘 油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的任一种或任几种的混合物。本专利技术中，所述胺类化合物是乙醇胺、三乙基二胺、乙二胺、对苯二胺、1，4_ 丁二 胺、1，6_己二胺、端氨基聚醚的二元胺、端氨基聚醚三元胺化合物中的任一种或任几种的混 合物；所述醇类化合物是乙二醇、丙三醇、聚乙二醇中的任一种或任几种的混合物。本专利技术中，所述过氧化物引发剂为过氧化二异丙苯、偶氮二异丁腈、2，5-二甲 基-2，5- 二叔丁基过氧化正己烷、过氧化二苯甲酰中的任一种或任几种的混合物。本专利技术中，所述抗氧化剂为3，5- 二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯、四(4-羟基-3， 5- 二叔丁基苯基丙酸)季戊四醇酯、2，6-叔丁基-4-甲基苯酚、2，6-叔丁基-α -二甲氨基 对甲酚、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酯中的任一种或任几种的混 合物。本专利技术中，所述光和热稳定剂为双(2，2，6，6_四甲基哌啶基)葵二酸酯、2-(2’-羟聚丙烯极性化合物过氧化物引发剂胺类、醇类或硅烷类化合物抗氧化剂光和热稳定剂1 15重量份 0. 1 6重量份 10重量份 O 0. 5重量份 O 0. 5重量份100重量份5基-3’ -叔丁基_5’ -甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、硬脂酸钙中的任一种或任几种的混合 物。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于本专利技术通过反应型挤出机以等规聚丙烯为原料熔融连续挤出法来制备带长支链结构 的高熔体强度聚丙烯树脂，并使用超临界(X)2辅助挤出，有效地抑制了聚丙烯降解的同时大 大加强了分子的扩散，进一步促进反应的发生。反应过程中，先以过氧化物引发剂引发马来 化物接枝到聚丙烯链上，后用胺类、醇类化合物作为扩链剂与聚丙烯接枝物中特殊功能团 发生反应，把线性聚丙烯分子链连接起来，从而可生成每个接枝点含两条长支链结构的熔 体流动速率可调的新型聚丙烯，其熔体流动速率范围为1-25 g/lOmin，具有无凝胶和应变 硬化特性。该产品在色泽、力学性能及加工性能等诸多方面均体现了其优越性，而且制备工 艺简单，产物透明，适用于发泡、热成型、薄膜吹塑及挤出涂覆等应用领域。具体实施例方式以下结合实施例进一步说明本专利技术。下列实例仅仅是为了说明，而不是对本专利技术 的限制。对比例1:称取IOOkg丙烯、7kg马来酸酐、0. 6kg过氧化二异丙苯、0. 3kg抗氧剂3，5- 二叔丁 基-4-羟基苯丙酸十八酯、0. 2kg三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯及0. 5kg稳定剂双(2， 2，6，6_四甲基哌啶基)葵二酸酯，经搅拌充分混合后，加入长径比L/D为48 1的双螺杆挤 出机，喂料速度为200g/min ；另称取5kg乙二胺，用乙醇稀释成质量浓度为50%的溶液后以 20 g/min的速度从挤出机的一侧线注入到挤出机中；不加入超临界CCV流体，控制螺杆转速 为150转/分，双螺杆挤出机共分为8个加热区，其中第一加热区为220°C，其他加热区为 200本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种超临界反应挤出制备含长支链结构的高熔体强度聚丙烯的方法，其特征是包括如下步骤：（１）按以下配方称取各原料：聚丙烯 １００重量份极性化合物１～１５重量份过氧化物引发剂 ０．１～６重量份胺类、醇类或硅烷类化合物 １～１０重量份抗氧化剂０～０．５重量份光和热稳定剂 ０～０．５重量份（２）将所述胺类、醇类或硅烷类化合物用醇和／或酮稀释成质量百分比浓度为２０％－８０％的溶液；（３）将如步骤（１）配方的聚丙烯、极性化合物、过氧化物引发剂、抗氧化剂和光和热稳定剂以及步骤（２）得到的溶液加入螺杆挤出机中，并将超临界ＣＯ２流体从第一侧线加入螺杆挤出机中，熔融挤出得到含长支链结构的高熔体强度聚丙烯；所述超临界ＣＯ２流体的质量为聚丙烯质量的０．１％－２０％，螺杆转速１００－３００转／分，挤出温度为１４０℃－２２０℃。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曹堃，姚臻，李彦，吴水良，沈之丞，陆湛泉，曲邦威，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86
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