本發(fā)明涉及高分子材料，特別涉及一種相容劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、聚酰胺（俗稱尼龍）是一種分子主鏈含酰胺基團(tuán)重復(fù)單元的縮聚型高分子化合物，具備優(yōu)異的機(jī)械性能、加工性能、耐化學(xué)腐蝕性能及尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于電子電器及汽車工程塑料、紡織、包裝等領(lǐng)域。但以最常用的脂肪族尼龍66和尼龍6而言，材料本身存在沖擊韌性較低的缺陷，實(shí)際應(yīng)用中往往需要進(jìn)行改性處理，例如物理共混增韌改性，通過(guò)添加增韌成分，如三元乙丙橡膠（epdm）、聚烯烴彈性體（poe）、聚丙烯（pp）、聚乙烯（pe）等增韌基體物質(zhì)以提高其韌性，但是上述的增韌基團(tuán)物質(zhì)，例如poe與聚酰胺的相容性不高，實(shí)際應(yīng)用時(shí)通常需要添加相容劑來(lái)改善增韌成分與基體樹脂的相容性?，F(xiàn)有技術(shù)常規(guī)的相容劑有epdm接枝馬來(lái)酸酐（epdm-g-ma），poe接枝馬來(lái)酸酐（poe-g-ma），pp/pe接枝馬來(lái)酸酐（pp/pe-g-ma）等。其中最為常見(jiàn)的相容劑為poe接枝馬來(lái)酸酐，該相容劑可以成為增進(jìn)極性材料與非極性材料粘接性和相容性的橋梁，其最主要的應(yīng)用就是在尼龍改性領(lǐng)域。馬來(lái)酸酐接枝poe作為相容劑其可用于玻纖、滑石粉、碳酸鈣等填充尼龍復(fù)合材料，改善尼龍基料與填料界面的相容性與粘結(jié)性，可大幅度提高復(fù)合材料的力學(xué)性能；用于尼龍中，能顯著改善材料的韌性，提高材料的沖擊強(qiáng)度。制備馬來(lái)酸酐接枝poe一般是采用過(guò)氧化物作為引發(fā)劑，將接枝單體馬來(lái)酸酐和poe基體樹脂在雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出，其工藝流程的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單便捷、產(chǎn)量高，因此得到廣泛應(yīng)用。例如，中國(guó)發(fā)明專利cn103450403a提供的馬來(lái)酸酐接枝poe，包括按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)將94.2-98.5％的聚烯烴彈性體、0.8-2.0％的馬來(lái)酸酐、0.05-0.5％的過(guò)氧化物引發(fā)劑以及0.15-0.8％的熱穩(wěn)定劑進(jìn)行配料，并加入0.5-?2.5％的丙酮溶劑，使用高速混合機(jī)混合均勻經(jīng)單螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出得到。但是，馬來(lái)酸酐接枝poe存在以下技術(shù)問(wèn)題：其一，馬來(lái)酸酐接枝的熔點(diǎn)（51-56℃）和沸點(diǎn)（202℃）均不高，實(shí)際加工過(guò)程中易揮發(fā)和降解，需要加入熱穩(wěn)定劑降低馬來(lái)酸酐的降解反應(yīng)，而且在熔融狀態(tài)下馬來(lái)酸酐反應(yīng)不完全，會(huì)導(dǎo)致單體殘留，使得產(chǎn)品具有很大的氣味，殘留的過(guò)氧化物引發(fā)劑會(huì)隨著時(shí)間緩慢分解，造成poe基體樹脂的降解，進(jìn)而影響力學(xué)性能；其二，馬來(lái)酸酐的接枝率不高、接枝效率低，如果加大引發(fā)劑或者單體含量，則會(huì)造成poe的降解、交聯(lián)等問(wèn)題；其三，傳統(tǒng)方法一般是通過(guò)溶液或者硅油等液體將馬來(lái)酸酐等接枝單體和引發(fā)劑分布在poe表面，而poe在熔融接枝過(guò)程中粘度很大，單體和引發(fā)劑很難進(jìn)行擴(kuò)散，這樣其反應(yīng)界面小，導(dǎo)致接枝率較低。

2、基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上提供了一種相容劑，以順-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐為接枝單體，替代現(xiàn)有技術(shù)的馬來(lái)酸酐，進(jìn)行poe的接枝改性，具有接枝率高、制備工藝簡(jiǎn)單，與含有羥基等基團(tuán)的增強(qiáng)物質(zhì)聯(lián)合使用，例如玻璃纖維，可以改善其與尼龍間的界面結(jié)合作用，從而提高其與尼龍之間的的融合效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種相容劑及其制備方法和應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的馬來(lái)酸酐由于熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較低導(dǎo)致的加工工藝受限等問(wèn)題，而且還具有制備方法簡(jiǎn)單、成本低、接枝效率高等優(yōu)點(diǎn)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案。

3、本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種相容劑，由聚烯烴彈性體、接枝單體和引發(fā)劑組成；其中，所述接枝單體為順-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐。

4、優(yōu)選地，所述接枝單體的添加量占聚烯烴彈性體的2~10wt%。

5、優(yōu)選地，所述引發(fā)劑為引發(fā)劑a和引發(fā)劑b的復(fù)配物。

6、更優(yōu)選地，所述引發(fā)劑a選自4,4,5,5-四甲基-2-咪唑啉-1-烴氧基-3-氧化物。

7、更優(yōu)選地所述引發(fā)劑b選自過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化二叔丁基、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯、過(guò)氧化二碳酸二異丙酯中的至少一種。

8、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述引發(fā)劑選自4,4,5,5-四甲基-2-咪唑啉-1-烴氧基-3-氧化物復(fù)配過(guò)氧化二異丙苯（nitr-dcp）。

9、優(yōu)選地，所述引發(fā)劑中，所述引發(fā)劑a和所述引發(fā)劑b的質(zhì)量比為：1:?（1~1.2）。

10、優(yōu)選地，以質(zhì)量份計(jì)，所述相容劑成分如下：聚烯烴彈性體100份、所述接枝單體2~10份、所述引發(fā)劑0.5~1份。

11、本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種前述的相容劑的制備方法，將聚烯烴彈性體、接枝單體和引發(fā)劑加入至高速混合機(jī)中進(jìn)行混勻；然后，經(jīng)喂料口喂料至雙螺桿擠出機(jī)中，設(shè)定反應(yīng)條件進(jìn)行反應(yīng)并擠出；最后，冷卻后切粒得到接枝產(chǎn)物，即poe-g-ta。

12、優(yōu)選地，所述反應(yīng)條件包括反應(yīng)溫度為200~220℃；螺桿轉(zhuǎn)速為200~300?rpm。

13、優(yōu)選地，所述喂料的轉(zhuǎn)速為10~20?rpm。

14、通過(guò)上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明使用順-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐作為接枝單體，該化合物的熔點(diǎn)為101~102℃，沸點(diǎn)為234.6℃??，該單體具有比馬來(lái)酸酐更高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，尤其是，能夠滿足在接枝過(guò)程中熔融擠出的溫度要求，避免了酸酐單體的揮發(fā)和降解。

15、作為發(fā)明的方面之一，本發(fā)明還提供了前述的相容劑在改性尼龍材料制備中的應(yīng)用。

16、作為發(fā)明的方面之一，本發(fā)明還提供了一種改性尼龍材料，包括前述的相容劑，尼龍、和增韌劑；所述增韌劑為玻璃纖維。

17、優(yōu)選地，以質(zhì)量比份計(jì)，所述改性尼龍材料成分包括：所述尼龍50~70份、玻璃纖維25~40份、所述相容劑3~9份和抗氧劑?0.2~0.4份。

18、優(yōu)選地，所述尼龍為尼龍66或尼龍6；所述抗氧化劑為抗氧劑1098。

19、采用本發(fā)明技術(shù)方案制備得到的相容劑（poe-g-ta），其中的ta兼具酸酐基團(tuán)和雙鍵結(jié)構(gòu)，酸酐基團(tuán)可以與含羥基的玻璃纖維進(jìn)行反應(yīng)，而另一端的雙鍵結(jié)構(gòu)與尼龍的長(zhǎng)鏈通過(guò)氫鍵作用相纏結(jié)，從而增強(qiáng)了玻璃纖維與尼龍相容性。

20、

21、本發(fā)明技術(shù)方案的技術(shù)效果：

22、1.采用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過(guò)poe接枝順-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐制備得到的相容劑，酸酐單體可以與聚酰胺的末端氨基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而提高分散相與基體的界面結(jié)合力；同時(shí)酸酐基團(tuán)也可以與玻纖表面的羥基等基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)，另一端的聚烯烴與尼龍鏈相纏結(jié)，從而也提高了玻纖與尼龍間的界面結(jié)合作用，進(jìn)而提高尼龍復(fù)合材料的力學(xué)性能。

23、2.本發(fā)明通過(guò)使用順-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐作為接枝單體，該化合物的熔點(diǎn)為101~102℃，沸點(diǎn)為234.6℃??，該單體具有剛性環(huán)烯烴結(jié)構(gòu)具有更高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，能夠滿足在接枝過(guò)程中熔融擠出的溫度要求，避免了酸酐單體的揮發(fā)和降解。

24、3.采用氮氧穩(wěn)定自由基法制備poe接枝順-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐，通過(guò)“活性”自由基聚合反應(yīng)以提高單體接枝率。

25、4.本發(fā)明采用的接枝方法無(wú)需添加其他溶液或硅油的使用，避免了poe在熔融接枝過(guò)程中粘度大導(dǎo)致的單體和引發(fā)劑難以進(jìn)行擴(kuò)散的問(wèn)題，進(jìn)而提高接枝率。

26、5.采用本發(fā)明的技術(shù)方案提供的相容劑應(yīng)用于熱塑性塑料的改性中，具有操作簡(jiǎn)單，易于控制，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。