專利名稱：一種熔融聚丙烯接枝馬來酸酐的共聚物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熔融聚丙烯接枝馬來酸酐的共聚物及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯塑料因具有優(yōu)良的力學(xué)性能，耐化學(xué)腐蝕，電絕緣性良好，加工成型比較容易等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前最具發(fā)展前途的熱塑性高分子材料之一，但強(qiáng)度差、易燃、低溫韌性差等諸多缺點(diǎn)，限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。對聚丙烯塑料進(jìn)行改性是擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域的主要途徑。而聚丙烯塑料屬于非極性聚合物，改性用的填料，如玻纖、阻燃劑、礦物等均具有較高的極性，在塑料與這些填料物理共混時，二者作用力小，需要添加相容劑，進(jìn)而提高兩相界面的相容能力，否則，樣件在注塑成型時會出現(xiàn)脫皮、分層的現(xiàn)象。因此聚丙烯的高極性化一直是高分子領(lǐng)域研究開發(fā)的一個重要內(nèi)容，通過熔融接枝的方法制備極性聚丙烯因操作簡便經(jīng)濟(jì)，適合工業(yè)化生產(chǎn)，成為目前采用的主要方法。聚丙烯接枝馬來酸酐就是為了提高聚丙烯塑料與其它極性填料的相互作用開發(fā)的一種相容劑，目前傳統(tǒng)的熔融接枝聚丙烯主要是用過氧化二異丙苯作為引發(fā)劑，單體用馬來酸酐的，存在的主要問題是聚丙烯接枝馬來酸酐單體接枝率較低，也有加入第二單體苯乙烯來提高馬來酸酐單體接枝率的，在反應(yīng)過程中，聚丙烯在引發(fā)劑的作用下，會部分?jǐn)噫?，?dǎo)致材料流動性明顯增大，抗沖擊下降，基體性能劣化，因此常加入多官能度的第三單體來交聯(lián)，以提高分子量及抗沖擊性能，此種方法常因多單體混合不均勻及交聯(lián)反應(yīng)的幾率效應(yīng)而使得對于提高聚丙烯塑料與其它填料相容性及材料的沖擊性的效果不是很理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種聚丙烯接枝馬來酸酐共聚物，該共聚物抗沖擊強(qiáng)度較
尚ο本發(fā)明的另一目的在于提供上述聚丙烯接枝馬來酸酐共聚物的制備方法，本方法聚丙烯接枝馬來酸酐接枝率較高。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)
一種熔融聚丙烯接枝馬來酸酐共聚物的制備方法，包括以下按重量百分含量組成的原料組分，經(jīng)攪拌均勻后，通過分段加熱的方式，熔融擠出造粒 聚丙烯85. 0-98. 6%
馬來酸酐0. 5-8%
β -菔烯0. 5-10%
引發(fā)劑0.2-3.5%
抗氧劑0. 2-2%
所述的聚丙烯是商品化的粉狀料。所述的β -菔烯可為β -菔烯的取代物，利用β -菔烯與馬來酸酐單體進(jìn)行交替共聚的特性，來提高馬來酸酐與聚丙烯大分子自由基的接枝效率，同時通過β -菔烯開環(huán)后產(chǎn)生的環(huán)上雙鍵參與聚丙烯大分子自由基的發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)來抵消聚丙烯β斷鏈反應(yīng)對分子量的不利影響，從而得到了具有較高接枝率和分子量的接枝聚丙烯。所用的引發(fā)劑為熱分解型過氧化引發(fā)劑，如二叔丁基過氧化物和或過氧化二異丙苯。所用的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和或亞磷酸酯類抗氧劑。前述制備方法中將原料組分混合攪拌均勻后，加入到雙螺桿機(jī)中通過分段加熱的方式熔融擠出造粒。前述制備方法，其特征在于熔融擠出造粒步驟中的工藝條件為雙螺桿一至二區(qū)溫度140-150°c、三至七段溫度160-180°c、八至九溫度190-20(TC，機(jī)頭溫度205°C，主螺桿轉(zhuǎn)速80-150轉(zhuǎn)/min，喂料螺桿轉(zhuǎn)速20-45轉(zhuǎn)/min。上述制備方法形成的共聚物，其中馬來酸酐與β-菔烯的重量比為1:0.5-1:20。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明引入了第二單體菔烯，提高了聚丙烯接枝馬來酸酐的接枝率，抑制加工過程中聚丙烯的降解，能保持聚丙烯原有的優(yōu)良的力學(xué)性能，同時通過β-菔烯開環(huán)反應(yīng)后產(chǎn)生的雙鍵在聚丙烯鏈之間交聯(lián)作用而提高了沖擊強(qiáng)度，并改善了制品的涂飾性，可廣泛應(yīng)用于可噴涂汽車保險杠、摩托車尾箱等。生產(chǎn)過程可連續(xù)進(jìn)行，對設(shè)備要求低。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的闡述。在實施例中，所述用于共聚的聚丙烯為粉狀的聚丙烯原料，在230°C、2. 16公斤的測試條件下，熔體流動指數(shù)分別為2. 5-50g/10min。其中聚丙烯牌號“實華"PP粉150，茂名
石化生產(chǎn)。所采用的馬來酸酐分子量98. 06，熔點(diǎn)52. 8°C，沸點(diǎn)202°C，相對密度1. 314，閃點(diǎn) 103°C，純度為工業(yè)級，石家莊白龍化工股份有限公司生產(chǎn)。所采用的β -菔烯重均分子量為136. 2，沸點(diǎn)166°C，相對密度0. 86g/cm3，純度為工業(yè)級。所采用的弓I發(fā)劑包括二叔丁基過氧化物、過氧化二異丙苯等，可單獨(dú)使用，也可共同使用。所述抗氧劑是168，1010,3114等受阻酚類抗氧劑和或亞磷酸酯類抗氧劑，這兩種抗氧劑可單獨(dú)使用，也可共同使用。下面通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述 實施例1
將馬來酸酐3%，二叔丁基過氧化物1. 5%，抗氧劑168 0. 2%，抗氧劑1010 0. 2%溶入到菔烯液體中，預(yù)混合3分鐘，然后加入93. 1 %的聚丙烯粉料到高速配料攪拌機(jī)中，再接著一起攪拌5分鐘。將攪拌好的混合物置于雙螺桿機(jī)中熔融擠出造粒，其工藝條件為雙螺桿一至二區(qū)溫度140°C、三至七段溫度160°C、八至九溫度190°C，機(jī)頭溫度205°C，主螺桿轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)/min，喂料螺桿轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/min。實施例2將馬來酸酐2. 0%，二叔丁基過氧化物1. 0%，抗氧劑168 0. 2%，抗氧劑1010 0.洲溶入到 2. 5% β-菔烯液體中，預(yù)混合3分鐘，然后加入94. 1 %聚丙烯到高速配料攪拌機(jī)中，再接著一起攪拌5分鐘。將攪拌好的混合物置于雙螺桿機(jī)中熔融擠出造粒，其工藝條件為雙螺桿一至二區(qū)溫度150°C、三至七段溫度180°C、八至九溫度200°C，機(jī)頭溫度205°C，主螺桿轉(zhuǎn)速 150轉(zhuǎn)/min，喂料螺桿轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)/min。實施例3
將馬來酸酐5. 0%，二叔丁基過氧化物2. 0%，抗氧劑168 0. 2%，抗氧劑1010 0. 2%溶入到5. 5%β-菔烯液體中，預(yù)混合3分鐘，然后加入87. 1 %聚丙烯到高速配料攪拌機(jī)中，接著一起攪拌5分鐘。將攪拌好的混合物置于雙螺桿機(jī)中熔融擠出造粒，其工藝條件為雙螺桿一至二區(qū)溫度145°C、三至七段溫度170°C、八至九溫度195°C，機(jī)頭溫度205°C，主螺桿轉(zhuǎn)速 115轉(zhuǎn)/min,喂料螺桿轉(zhuǎn)速33轉(zhuǎn)/min。實施例4
將馬來酸酐1. 0%，過氧化二異丙苯0. 5%，抗氧劑168 0. 2%，抗氧劑3114 0.洲溶入到 1.5% β-菔烯液體中，預(yù)混合3分鐘，然后加入96. 6 %聚丙烯到高速配料攪拌機(jī)中，接著一起攪拌5分鐘。將攪拌好的混合物置于雙螺桿機(jī)中熔融擠出造粒，其工藝條件為雙螺桿一至二區(qū)溫度148°C、三至七段溫度175°C、八至九段溫度198°C，機(jī)頭溫度205°C，主螺桿轉(zhuǎn)速 130轉(zhuǎn)/min，喂料螺桿轉(zhuǎn)速38轉(zhuǎn)/min。實施例5
將馬來酸酐4. 0%，過氧化二異丙苯2. 0%，抗氧劑168 0. 2%，抗氧劑1010 0. 2 0%溶入到 4. 5% β-菔烯液體中，在高速配料攪拌機(jī)中預(yù)混合3分鐘，然后加入89. 1%聚丙烯到高速配料攪拌機(jī)中，接著一起攪拌5分鐘。將攪拌好的混合物置于雙螺桿機(jī)中熔融擠出造粒，其工藝條件為雙螺桿一至二區(qū)溫度148°C、三至七段溫度170°C、八至九溫度192°C，機(jī)頭溫度 2050C，主螺桿轉(zhuǎn)速110轉(zhuǎn)/min，喂料螺桿轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/min。本發(fā)明各實施例制備出的聚丙烯接枝馬來酸酐共聚物與市場上聚丙烯接枝馬來酸酐的產(chǎn)品(韓國CHEMKO MP650PP)作為對比例，均應(yīng)用在聚丙烯(品牌賽科石化，型號 K7926)加20%玻璃纖維體系配方中，實施例中制備的共聚物和對比例中共聚物的加入量均占體系配方中總重量的5%，其工藝條件為雙螺桿一至九段溫度220°C、機(jī)頭溫度240°C，主螺桿轉(zhuǎn)速280轉(zhuǎn)/min，喂料螺桿轉(zhuǎn)速40轉(zhuǎn)/min。上述實施例及對比例的具體測試性能如表1所示。性能測試方法
拉伸強(qiáng)度按G B/ T1040-2006標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗，拉伸速度為5mm/s ； 彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按IS0178標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗。試樣尺寸(mm) (80 士 2) X (10 士 0. 2) X G 士 0. 2)，彎曲速度為 20mm/mi η ；
缺口沖擊強(qiáng)度中懸臂梁沖擊按IS0180:2000標(biāo)準(zhǔn)檢測，樣條尺寸為 63. 5mmX12. 7mmX3. 2mm，缺口剩余寬度為 10. 71mm ；
熔融指數(shù)按照IS01133標(biāo)準(zhǔn)檢測，測試條件為230°C，2. 16Kg ； 熱變形溫度按IS075-2標(biāo)準(zhǔn)檢測，0. 45Mpa ； 洛氏硬度R按照GBT 3398. 2-2008標(biāo)準(zhǔn)檢測。接枝率測定方法將所得產(chǎn)物置于索氏提取器中用丙酮抽提12小時，真空烘干抽
5提后的產(chǎn)物，準(zhǔn)確稱取0. 5g純凈樣品，用二甲苯回流溶解，再加入過量KOH乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液回流60min。以酚酞為指示劑，用醋酸-二甲苯標(biāo)準(zhǔn)溶液反滴定過量的堿，計算接枝率。
表 權(quán)利要求
1.一種熔融聚丙烯接枝馬來酸酐的共聚物的制備方法，包括以下按重量百分含量組成的原料組分，經(jīng)攪拌均勻后，通過分段加熱的方式，熔融擠出造粒聚丙烯85. 0-98. 6%馬來酸酐0. 5-8%β -菔烯0. 5-10%引發(fā)劑0.2-3.5%抗氧劑0. 2-21。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的聚丙烯為粉料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的菔烯為菔烯的取代物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的引發(fā)劑為過氧化二異丙苯和/ 或二叔丁基過氧化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的制備方法，其特征在于所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和/ 或亞磷酸酯類抗氧劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的制備方法，其特征在于將原料組分混合攪拌均勻后，加入到雙螺桿機(jī)中熔融擠出造粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的的制備方法，其特征在于熔融擠出造粒步驟中的工藝條件為雙螺桿一至二區(qū)溫度140-150°C、三至七段溫度160-180°C、八至九溫度190-200°C，機(jī)頭溫度205°C，主螺桿轉(zhuǎn)速80-150轉(zhuǎn)/min，喂料螺桿轉(zhuǎn)速20-45轉(zhuǎn)/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述制備方法制備的共聚物，其特征在于共聚物中馬來酸酐與 β-菔烯的重量比為1:0. 5-1:20。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熔融聚丙烯接枝馬來酸酐的共聚物及其制備方法，制備方法按下述重量百分含量組成的原料組分，經(jīng)攪拌均勻后，通過分段加熱的方式，熔融擠出造粒聚丙烯85-98.6％，馬來酸酐0.5-8％，β-蒎烯0.5-10％，引發(fā)劑0.2-3.5％，抗氧劑0.2-2％。共聚物中馬來酸酐與β-蒎烯的重量比為1:0.5-1:20。本發(fā)明引入了第二共聚單體β-蒎烯，提高了聚丙烯接枝馬來酸酐的接枝率，且能起到交聯(lián)作用、沖擊強(qiáng)度可保持。
文檔編號C08F255/02GK102321217SQ20111022333
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者侯筱華, 王可, 王毅 申請人:中山市點(diǎn)石塑膠有限公司