專利名稱：一種有機過氧化物母粒及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到過氧化物母粒制備領域，特別涉及到用于聚合物交聯(lián)的有機過氧化物母粒制備，主要應用于聚合物的交聯(lián)反應，使得過氧化物能更均勻的分散在基體聚合物樹脂中。
背景技術：
有機過氧化物在生活中運用相當廣泛，由于其強的氧化性，可以用作殺菌劑、消毒劑和漂白劑。在聚合物中也起著很重要的作用，例如聚合物的交聯(lián)反應、引發(fā)聚合物接枝反應等，所以有機過氧化物的應用受到越來越多的關注。但是由于有機過氧化物的熔點比較低，在聚合物的混合加工過程中，由于加工溫度較高或者摩擦產(chǎn)生的熱量，有機過氧化物會提前融化變成液體進而容易流失。為了使有機過氧化物盡可能的分散均勻，所以有機過氧化物的添加量一般為0.5-5% (質(zhì)量分數(shù))，并且混合需要的時間比較長。較高的溫度有可能導致聚合物提前交聯(lián)，或者有機過氧化物燃燒甚至爆炸。為了避免上述的問題，人們把有機過氧化物吸收到一些固體填料里面，例如二氧化硅、碳酸鈣或者滑石粉。雖然這樣過氧化物可以很快的被聚合物吸收，但是后來發(fā)現(xiàn)填料不能在聚合物基體中快速和均一的分散，并且有一些聚合物本身不需要添加填料。上述問題推動了過氧化物母粒的出現(xiàn)。過氧化物母粒有高濃度的有機過氧化物，將有機過氧化物母粒添加到相似的聚合物中，可以使有機過氧化物快速均一的分散在聚合物中，這樣可以使聚合物的性能比較均一。但是常用作制備母料的儀器是開煉機或螺桿擠出機，這些儀器存在自身的缺點和不足，因為這些儀器都需要對物料進行加熱，并且這些儀器的剪切都比較強，這樣容易導致有機過氧化物的分解。目前，在國內(nèi)還沒有有機過氧化物母粒制備方法的專利，主要是因為制備高濃度的過氧化物母粒的難度很大，如果只局限于對現(xiàn)有方法改進很難制得高濃度的過氧化物母粒，并且危險性比較大。陳紅在《聚丙烯過氧化物濃縮母粒生產(chǎn)控制》中采用雙螺桿擠出機生產(chǎn)聚丙烯過氧化物母粒，對過氧化物注入口、加入方式進行了研究，得到過氧化物最佳入口應選擇在口模處，加入方式可選擇側(cè)位重量加料器或高壓計量泵系統(tǒng)，然后通過壓力表、過氧化物的遞減量對生產(chǎn)過程進行控制，這種方法具有很大的局限性，首先，這種方法不適用于大多數(shù)的聚合物；其次，制得的過氧化物濃度比較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服了傳統(tǒng)方法制備有機過氧化物母粒的不足，采用新方法制備了高濃度的有機過氧化物母粒，這種有機過氧化物母?？筛纳七^氧化物在基體材料中的分散性能，使有機過氧化物能更好地分散在基體樹脂中。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中涉及到的有機過氧化物母粒制備的具體技術方案如下一種有機過氧化物母粒，其原料按重量百分含量計算包含以下組分20-50%的過氧化物，這種過氧化物可以交聯(lián)基體聚合物樹脂；50-80%的聚烯烴彈性體、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元乙丙橡膠等高聚物作為基體樹脂。在制備過程中，需要用一種液體乳狀介質(zhì)，這種液體介質(zhì)是中間介質(zhì)和過氧化物的混合物，按重量百分含量計算包含以下組分0-97 %的過氧化物，2-99 %的中間介質(zhì)，1-5 %的抗黏著劑。所述的有機過氧化物母粒的基體聚合物樹脂為下列之一聚乙烯，氯磺化聚乙烯，氯化聚乙烯，聚丁烯，聚烯烴彈性體，聚異丁烯，EVA,乙烯丙烯共聚物，聚丁二烯，聚異戊二烯，丁苯共聚物，天然橡膠，聚丙烯酸橡膠，丁腈橡膠，ABS，硅橡膠，聚氨酯，聚硫化物。這些高聚物最好完全是粒子或者幾乎是粒子，包括乙烯共聚物，例如EVA，EPM, EPDM。高聚物以粒子的形式與液體中介發(fā)生聯(lián)系。粒子形狀最好為直徑在200微米-20毫米之間的顆粒或者小球形狀?；w樹脂在過氧化物母粒中的質(zhì)量分數(shù)為50-80%。所述的有機過氧化物母料中的有機過氧化物為下列之一或幾種的混合物過氧化二異丙苯(DCP)，1，3-1，4 二叔丁基過氧化異丙苯，1，1- 二叔丁基過氧化3，3，5-環(huán)己烷，4，4- 二叔丁基過氧化正丁基戊酸鹽，二叔丁基過氧化物，叔丁基異丙苯過氧化物，叔丁基苯酸，2，5-二甲基-2，5 二叔丁基過氧化己烷等。有機過氧化物在過氧化物母粒中的質(zhì)量分數(shù)為20-50%，有機過氧化物在乳狀液體介質(zhì)中的質(zhì)量分數(shù)為0-97%。所述的中間介質(zhì)為下列之一水，二醇類例如乙二醇，三醇類如丙三醇等。中間介質(zhì)在乳狀液體介質(zhì)中的質(zhì)量分數(shù)為2-99%。所述的液體乳狀介質(zhì)包含1-5%的抗黏著劑。該抗黏著劑為聚二甲基硅氧烷。所述的液體乳狀介質(zhì)必須處于一定的溫度(15-90°C )，聚合物顆粒必須浸泡足夠長的時間(1-4小時)才能制得高濃度的過氧化物母粒。另外，本發(fā)明還提出了上述有機過氧化物母粒的制備工藝方法，包括以下工藝步驟1)在反應容器中加入上述基體樹脂，并按比例加入液體介質(zhì)水中，加熱并攪拌；2)反應一段時間后，向上述反應容器中加入一定量的有機過氧化物，低轉(zhuǎn)速下使之分散，再提高轉(zhuǎn)速，攪拌至過程結(jié)束；3)將聚合物粒子放入冷水中冷卻；當攪拌器冷卻后，將聚合物碎片從殘余的水和過氧化物中分離，在空氣中晾干。所述聚合物粒子的大小在0.5_3mm范圍內(nèi)，制得的過氧化物母粒濃度為20% -50%。借由上述技術方案，本發(fā)明的有機過氧化物母粒及其制備方法具有如下有益效果本發(fā)明所需設備簡單，加工安全，能制得高濃度的有機過氧化物母粒，這種過氧化物母?？筛纳七^氧化物在基體材料中的分散性能，使過氧化物能更好地分散在基體材料中，使材料交聯(lián)的更均勻。
具體實施例方式本發(fā)明提出了一種有機過氧化物母粒及其制備方法。該母粒以聚烯烴彈性體(POE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯-丁二烯三元乙丙橡膠(EPDM)等聚合物為基體樹脂，選用的過氧化物必須能交聯(lián)該基體樹脂。將基體樹脂顆粒放入一種液體介質(zhì)中，這種液體介質(zhì)是一種乳狀液，包括0-98% (質(zhì)量分數(shù))的過氧化物。在一定的溫度下(15-90°C)，經(jīng)過足夠長得時間(1-4小時)浸泡，聚合物顆粒就會吸收改過氧化物，制得20-50% (質(zhì)量分數(shù))的高濃度的過氧化物母粒，這個質(zhì)量分數(shù)是基于聚合物顆粒的總質(zhì)量，包括過氧化物。在吸收完過氧化物后，上述液體介質(zhì)必須以一定數(shù)量存在聚合物顆粒周圍。下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明并不局限于以下的實施例。實施例1在一個3升的燒杯中加入1. 5升的水，將水加熱到90°C。將130gEPDM(三元乙丙橡膠是乙烯、丙烯以及非共軛二烯烴的三元共聚物)粉碎成粒子分散在燒杯中(粒子大小是5mm)。5分鐘后，向燒杯中加入90克的過氧化二異丙苯，在低轉(zhuǎn)速(2000轉(zhuǎn)/min)下使之分散。攪拌5分鐘后，將轉(zhuǎn)速提高到10000轉(zhuǎn)/min。在攪拌過程結(jié)束的時候，溫度是75°C。攪拌結(jié)束后，將聚合物粒子放入冷水中冷卻。當攪拌器冷卻后，將聚合物碎片從殘余的水和過氧化物中分離，在空氣中晾干。經(jīng)過這個處理過程后，聚合物粒子的大小在0. 5-3mm范圍內(nèi)，制得的過氧化物母粒濃度為34. 8%。實施例2在一個3升的燒杯中加入^Og乙烯-醋酸乙烯共聚物小球(小球直徑2mm，厚0. 5-3mm)，EVA在80°C下分散在1. 5升水中。向混合物中加入235gl，3_1，4 二叔丁基過氧化異丙苯，剛開始在低轉(zhuǎn)速下(2000轉(zhuǎn)/min)下使之分散，攪拌5分鐘。之后將轉(zhuǎn)速提升到10000轉(zhuǎn)/min。最后，將混合物用冰冷卻至50°C。將過氧化物母粒篩選出來，冷卻，干燥。母粒中含有36. 3%的過氧化物。實施例3在一個攪拌器中加入^Og過氧化二異丙苯和600ml的水，加熱到60°C。然后開動攪拌器，向攪拌器中加入MOg聚烯烴彈性體小球(小球直徑2mm，厚0. 5_3mm)。攪拌器在65°C下攪拌60分鐘，接下來將攪拌中冷卻15分鐘。最后將得到的過氧化物母粒篩選，干燥。能自由滾動的母粒含有42. 的過氧化物。實施例4在攪拌器中加入0.6升的水，加熱至80°C。然后向其中加入125gEPM顆粒(直徑2mm,厚度0. 5-3mm)和145g的過氧化二異丙苯。在80°C下攪拌200分鐘。最后通過篩子將母粒從水相中成功的分離出來，冷卻，清洗，干燥。母粒中過氧化物的含量為49. 2%。實施例5在3升的燒杯中加入IlOg沒有交聯(lián)的硅橡膠，硅橡膠中混合二氧化硅，然后以粒子(大小2cm3)的形式加到燒杯里面在攪拌過程中，向燒杯中加入1. 5升水(攪拌速度為10000轉(zhuǎn)/min)。當溫度達到95°C的時候，向其中加入105g的過氧化二異丙苯。在加DCP的過程中，攪拌速度控制在3000轉(zhuǎn)/min，加完以后將轉(zhuǎn)速提高到10000轉(zhuǎn)/min。最后將聚合物粒子分離和冷卻。母粒的過氧化物含量為33.6%。實施例6在攪拌器中加入1500g的乙二醇和150g的1，3_1，4 二叔丁基過氧化異丙苯，加熱至68°C。再向這個攪拌器中加入200g的EPDM小粒子(直徑4mm，厚度1. 5mm)。啟動攪拌器，60分鐘后，乙二醇和沒有被吸收的過氧化物通過篩子被排出。緊接著，攪拌器按照上述冷卻步驟冷卻，接下來，用水沖洗掉母粒上殘余的乙二醇。最后，將粒子在空氣中干燥。過氧化物含量為35.3%。從上述實施例可知，本發(fā)明涉及到的過氧化物母粒及其制備方法工藝簡單，安全性高，能制得高濃度的過氧化物母粒。綜上所述，本發(fā)明涉及到的過氧化物母粒綜合性能良好，涉及到的制備方法新穎獨特，安全適用。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，故凡是未脫離本發(fā)明技術方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種有機過氧化物母粒，其特征在于其原料配方按重量百分含量計算包含以下組分20-50 %的有機過氧化物，該過氧化物可以交聯(lián)基體聚合物樹脂；50-80 %的基體樹脂，該基體樹脂為聚烯烴彈性體、乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元乙丙橡膠等聚合物中的一種或以上的混合物。制備過程中需要一種液體乳狀介質(zhì)，該液體乳狀介質(zhì)按重量百分含量計算包含以下組分0-97 %的過氧化物，2-99 %的中間介質(zhì)，1-5 %的抗黏著劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的有機過氧化物母粒，其特征在于所述基體樹脂為下列之一或二者以上的混合物聚乙烯，氯磺化聚乙烯，氯化聚乙烯，聚丁烯，聚烯烴彈性體，聚異丁烯，EVA,乙烯丙烯共聚物，聚丁二烯，聚異戊二烯，丁苯共聚物，天然橡膠，聚丙烯酸橡膠，丁腈橡膠，ABS，硅橡膠，聚氨酯，聚硫化物。
3.根據(jù)權利要求2所述的有機過氧化物母粒，其特征在于所述高聚物最好完全是粒子或者幾乎是粒子，包括EVA，EPM，EPDM等乙烯共聚物，粒子形狀為直徑在200微米和20毫米之間的顆粒狀或者小球狀。
4.根據(jù)權利要求1所述的有機過氧化物母粒，其特征在于所述有機過氧化物為下列之一或幾種的混合物過氧化二異丙苯(DCP)，1，3-1，4 二叔丁基過氧化異丙苯，1，1_ 二叔丁基過氧化3，3，5-環(huán)己烷，4，4- 二叔丁基過氧化正丁基戊酸鹽，二叔丁基過氧化物，叔丁基異丙苯過氧化物，叔丁基苯酸，2，5- 二甲基-2，5 二叔丁基過氧化己烷。
5.根據(jù)權利要求1所述的有機過氧化物母粒，其特征在于所述的中間介質(zhì)為下列之一水，乙二醇等二醇類，丙三醇等三醇類。
6.根據(jù)權利要求1所述的有機過氧化物母粒，其特征在于所述的液體乳狀介質(zhì)還包含1-5%的抗黏著劑。該抗黏著劑為聚二甲基硅氧烷。
7.根據(jù)權利要求1所述的有機過氧化物母粒，其特征在于所述的液體乳狀介質(zhì)必須處于15-90°C溫度下，聚合物顆粒必須浸泡1小時-4小時才能制得高濃度的過氧化物母粒。
8.權利要求1-7中任一項所述的有機過氧化物母粒的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)在反應容器中加入上述基體樹脂，并按比例加入液體介質(zhì)水中，加熱并攪拌；2)攪拌一段時間后，向上述反應容器中加入一定量的有機過氧化物，低轉(zhuǎn)速下使之分散，再提高轉(zhuǎn)速，攪拌至過程結(jié)束；3)將聚合物粒子放入冷水中冷卻；當攪拌器冷卻后，將聚合物碎片從殘余的水和過氧化物中分離，在空氣中晾干。
9.根據(jù)權利要求8所述的有機過氧化物母粒的制備方法，其特征在于所述聚合物粒子的大小在0. 5-3mm范圍內(nèi)，制得的過氧化物母粒濃度為20% -50%。
全文摘要
本發(fā)明公開一種有機過氧化物母粒及其制備方法。該母粒以聚烯烴彈性體(POE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯-丁二烯三元乙丙橡膠(EPDM)等聚合物為基體樹脂，選用的過氧化物必須能交聯(lián)該基體樹脂。將基體樹脂顆粒放入一種液體乳狀液介質(zhì)中，包含0-98％的過氧化物。在一定的溫度下，經(jīng)過足夠長得時間，聚合物顆粒就會吸收過氧化物，制得20-50％的高濃度過氧化物母粒。在吸收完過氧化物后，上述液體介質(zhì)必須以一定數(shù)量存在聚合物顆粒周圍。本發(fā)明公開的過氧化物母粒主要用于聚合物的交聯(lián)過程，可改善過氧化物在基體材料中的分散，使有機過氧化物更好的分散在基體材料里，使材料交聯(lián)的更均勻。
文檔編號C08L23/00GK102558637SQ20111044946
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權日2011年12月28日
發(fā)明者唐舫成, 張陽陽, 杜壯, 汪加勝 申請人:廣州鹿山新材料股份有限公司