專利名稱：改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝，屬于高分子聚合和加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚丙烯(PP)具有一系列優(yōu)良性能，如密度低、價(jià)格低廉、耐化學(xué)腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高、耐熱性較好等，因此用途十分廣泛，成為產(chǎn)量最大、增長最快的熱塑性通用塑料。但是由于其是非極性、高結(jié)晶度的聚合物，分子鏈上缺乏極性反應(yīng)基團(tuán)，導(dǎo)致它們的親水性、抗靜電性、染色性、粘結(jié)性都比較差，這些缺陷在很大程度上限制了聚丙烯的進(jìn)一步應(yīng)用。
改善聚丙烯抗靜電性能的方法一是將表面活性劑(有機(jī)季胺鹽、有機(jī)磺酸鹽等)與聚丙烯進(jìn)行摻混，通過表面活性劑分子向制品表面的遷移滲出，在制品表面排列成親水層，吸附大氣中的水份形成導(dǎo)電層，產(chǎn)生抗靜電作用。二是將帶有親水性極性鏈段的接枝或嵌段共聚物與聚丙烯進(jìn)行摻混，使親水鏈段遷移擴(kuò)散到聚丙烯制品的表面作為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)單元，使聚丙烯產(chǎn)生優(yōu)良的抗靜電效果。與前者相比，后者可使聚丙烯的抗靜電性能長久保持，同時(shí)還可賦予聚丙烯良好的表面可涂飾性和可粘結(jié)性。
用于改善聚丙烯抗靜電性能的接枝共聚物可以通過丙烯酸聚醚酯與聚丙烯的化學(xué)接枝獲得。已有專利(鄭安吶等，中國發(fā)明專利，申請?zhí)?9116895.X)報(bào)道了利用端基帶有雙鍵的多羥基聚醚與聚烯烴進(jìn)行接枝，制備出聚丙烯與多羥基聚醚的接枝物。以這種接枝產(chǎn)物作為功能母料與相應(yīng)的聚丙烯進(jìn)行共混，可以使聚丙烯具有永久抗靜電性能和良好的可涂飾性，制品的加工性沒有受到太大影響，沖擊強(qiáng)度明顯提高。
聚丙烯與丙烯酸聚醚酯的熔融擠出接枝需要將聚丙烯與丙烯酸聚醚酯、過氧化物引發(fā)劑、抗氧劑以及其它添加劑在高速分散機(jī)中進(jìn)行均勻混合，然后將混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融擠出接枝反應(yīng)。然而，丙烯酸聚醚酯在室溫下是一種高粘流體，它與聚丙烯樹脂混合后在聚丙烯粒子上形成了一層粘滑的表面，導(dǎo)致擠出機(jī)進(jìn)料螺桿出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)均勻的喂料，使得聚丙烯與丙烯酸聚醚酯的熔融擠出接枝工藝不能穩(wěn)定實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對目前聚丙烯與丙烯酸聚醚酯的熔融擠出接枝工藝無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)均勻喂料，接枝效果不穩(wěn)定的缺陷，提出一種可以避免進(jìn)料出現(xiàn)打滑現(xiàn)象、提高接枝效率的改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝，其特征在于它包括以下工藝步驟a)常溫下，將丙烯酸聚醚酯單體、過氧化引發(fā)劑、抗氧劑加入高速分散機(jī)中混合均勻，形成接枝單體/引發(fā)劑的混合溶液；
b)將雙螺桿擠出機(jī)升溫到反應(yīng)溫度，將聚丙烯樹脂通過雙螺桿擠出機(jī)的喂料機(jī)，以固定的喂料頻率從喂料口加入；c)在雙螺桿擠出機(jī)混煉段的加入口，通過液體泵連續(xù)地加入接枝單體和引發(fā)劑的混合溶液，使過氧化引發(fā)劑、丙烯酸聚醚酯單體和聚丙烯熔體在雙螺桿擠出機(jī)的混煉段充分后進(jìn)行接枝反應(yīng)；d)開啟螺桿尾部的真空泵抽去低分子物，將擠出得到的熔體經(jīng)冷卻后切粒即得最終聚丙烯/丙烯酸聚醚酯接枝產(chǎn)品。
本發(fā)明改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝，所述丙烯酸聚醚酯單體為丙烯酸聚醚單酯和二丙烯酸聚醚雙酯的混合物，兩者的重量比為1∶0.8-1.2。
本發(fā)明改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝，所述過氧化引發(fā)劑為2，5-二甲基-2，5雙叔丁基過氧己烷(TX101)。
本發(fā)明改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝，所述抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)。
本發(fā)明改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝，所述液體泵為三柱塞的高壓計(jì)量液體泵。
本發(fā)明改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝，在雙螺桿擠出機(jī)第四節(jié)位置的螺桿上設(shè)置捏合塊，另外在螺桿上增加反向螺紋塊。
在該擠出接枝工藝中，聚丙烯從喂料口加入，接枝單體及引發(fā)劑通過液體泵從擠出機(jī)的混煉段加入，避免了進(jìn)料出現(xiàn)打滑現(xiàn)象；聚丙烯熔體與高粘的接枝單體在擠出機(jī)混煉段的混合可以實(shí)現(xiàn)更加均勻的分散，有利于接枝反應(yīng)；在擠出機(jī)液體加入口到螺桿尾部真空口的螺桿組合使得物料停留時(shí)間加長，為接枝單體與聚丙烯的反應(yīng)提供了充足的時(shí)間，提高了接枝效率；引發(fā)劑與接枝單體一道通過液體泵注入，避免了引發(fā)劑隨聚丙烯一起加入時(shí)所導(dǎo)致的提前分解。因此，聚丙烯與丙烯酸聚醚酯熔融接枝的工藝穩(wěn)定性得到保證，接枝產(chǎn)品的質(zhì)量得到提高。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將聚丙烯、丙烯酸聚醚酯單酯、二丙烯酸聚醚雙酯、引發(fā)劑TX101、抗氧劑1010混合均勻，其配方如下

制備過程如下將100份聚丙烯，5.0份丙烯酸聚醚單酯，5.0份二丙烯酸聚醚雙酯，0.1份引發(fā)劑2，5-二甲基-2，5雙叔丁基過氧己烷(TX101)，0.3份抗氧劑(1010)加入到高速分散機(jī)中均勻混合，然后加入雙螺桿擠出機(jī)料斗，利用同向雙螺桿擠出機(jī)(螺桿直徑35)進(jìn)行熔融擠出接枝反應(yīng)。雙螺桿擠出機(jī)每段溫度分別為I區(qū) II區(qū) III區(qū) IV區(qū) V區(qū) VI區(qū) VII區(qū) VIII區(qū) 機(jī)頭
100℃ 180℃ 180℃ 185℃ 190℃ 220℃ 220℃ 220℃ 220℃螺桿轉(zhuǎn)速為45r/min，物料在雙螺桿內(nèi)的停留時(shí)間為3min。擠出物經(jīng)冷卻切粒即得到接枝產(chǎn)物。
實(shí)施例21)、室溫下將丙烯酸聚醚單酯與二丙烯酸聚醚雙酯按照1∶1的重量比在高速混合機(jī)中均勻混合，然后加入引發(fā)劑2，5-二甲基-2，5雙叔丁基過氧己烷(TX101)和抗氧劑四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1010，使得TX101和抗氧劑1010在混合單體中的重量濃度為1％和3％。
2)、將同向雙螺桿擠出機(jī)(螺桿直徑35)升溫，各區(qū)溫度如下I區(qū) II區(qū) III區(qū) IV區(qū) V區(qū) VI區(qū) VII區(qū) VIII區(qū) 機(jī)頭100℃ 180℃ 180℃ 185℃ 190℃ 220℃ 220℃ 220℃ 220℃3)將聚丙烯粒料通過加料口加入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融擠出，喂料速度控制為10Kg/小時(shí)；同時(shí)將混合單體溶液通過高壓計(jì)量泵以1Kg/小時(shí)的進(jìn)料速度從雙螺桿擠出機(jī)第三節(jié)的液體加料口注入。
4)在雙螺桿擠出機(jī)第四節(jié)位置的螺桿上設(shè)置捏合塊以強(qiáng)化丙烯酸聚醚酯單體溶液與聚丙烯熔體的充分混合；另外在螺桿上增加反向螺紋塊以延長混合反應(yīng)物料在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間。螺桿轉(zhuǎn)速為45r/min，物料在雙螺桿內(nèi)的停留時(shí)間為5min。
5)、開啟真空泵抽去低分子揮發(fā)物，擠出得到的熔體經(jīng)冷卻后切粒即得接枝產(chǎn)物。
實(shí)施例1～2工藝性能和接枝產(chǎn)物性能比較

*原料聚丙烯樹脂的熔融指數(shù)為3.5。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝，其特征在于它包括以下工藝步驟a)常溫下，將丙烯酸聚醚酯單體、過氧化引發(fā)劑、抗氧劑加入高速分散機(jī)中混合均勻，形成接枝單體/引發(fā)劑的混合溶液；b)將雙螺桿擠出機(jī)升溫到反應(yīng)溫度，將聚丙烯樹脂通過雙螺桿擠出機(jī)的喂料機(jī)，以固定的喂料頻率從喂料口加入；c)在雙螺桿擠出機(jī)混煉段的加入口，通過液體泵連續(xù)地加入接枝單體和引發(fā)劑的混合溶液，使過氧化引發(fā)劑、丙烯酸聚醚酯單體和聚丙烯熔體在雙螺桿擠出機(jī)的混煉段充分反應(yīng)；d)開啟螺桿尾部的真空泵抽去低分子物，擠出得到的熔體經(jīng)冷卻后切粒即得最終聚丙烯/丙烯酸聚醚酯接枝產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝，其特征在于所述丙烯酸聚醚酯單體為丙烯酸聚醚單酯和二丙烯酸聚醚雙酯的混合物，兩者的重量比為1∶0.8-1.2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝，其特征在于所述過氧化引發(fā)劑為2，5-二甲基-2，5雙叔丁基過氧己烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝，其特征在于所述抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝，其特征在于所述液體泵為三柱塞的高壓計(jì)量液體泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝，其特征在于在雙螺桿擠出機(jī)第四節(jié)位置的螺桿上設(shè)置捏合塊，另外在螺桿上增加反向螺紋塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6其中之一所述的一種改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝，其特征在于該工藝的具體工藝過程為1)室溫下將丙烯酸聚醚單酯與二丙烯酸聚醚雙酯按照1∶1的重量比在高速混合機(jī)中均勻混合，然后加入引發(fā)劑2，5-二甲基-2，5雙叔丁基過氧己烷和抗氧劑四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，使得引發(fā)劑和抗氧劑在混合單體中的重量濃度為1％和3％，2)將同向雙螺桿擠出機(jī)升溫，各區(qū)溫度如下I區(qū) II區(qū) III區(qū) IV區(qū) V區(qū) VI區(qū) VII區(qū) VIII區(qū) 機(jī)頭100℃ 180℃ 180℃ 185℃ 190℃ 220℃ 220℃ 220℃ 220℃3)將聚丙烯粒料通過加料口加入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融擠出，喂料速度控制為10Kg/小時(shí)；同時(shí)將混合單體溶液通過高壓計(jì)量泵以1Kg/小時(shí)的進(jìn)料速度從雙螺桿擠出機(jī)第三節(jié)的液體加料口注入，4)在雙螺桿擠出機(jī)第四節(jié)位置的螺桿上設(shè)置捏合塊以強(qiáng)化丙烯酸聚醚酯單體溶液與聚丙烯熔體的充分混合；另外在螺桿上增加反向螺紋塊，螺桿轉(zhuǎn)速為45r/min，物料在雙螺桿內(nèi)的停留時(shí)間為5min，5)開啟真空泵抽去低分子揮發(fā)物，擠出得到的熔體經(jīng)冷卻后切粒即得接枝產(chǎn)物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的聚丙烯/丙烯酸聚醚酯熔融接枝工藝，它包括以下工藝步驟a)常溫下，將丙烯酸聚醚酯單體、過氧化引發(fā)劑、抗氧劑加入高速分散機(jī)中混合均勻，形成接枝單體/引發(fā)劑的混合溶液；b)將雙螺桿擠出機(jī)升溫到反應(yīng)溫度，將聚丙烯樹脂通過雙螺桿擠出機(jī)的喂料機(jī)，以固定的喂料頻率從喂料口加入；c)在雙螺桿擠出機(jī)混煉段的加入口，通過液體泵連續(xù)地加入接枝單體和引發(fā)劑的混合溶液，使過氧化引發(fā)劑、丙烯酸聚醚酯單體和聚丙烯熔體在雙螺桿擠出機(jī)的混煉段充分混合后反應(yīng)；d)開啟螺桿尾部的真空泵抽去低分子物，擠出得到的熔體經(jīng)冷卻后切粒即得最終聚丙烯/丙烯酸聚醚酯接枝產(chǎn)品。本發(fā)明避免了物料在雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)料口的打滑問題，有利于接枝反應(yīng)，提高了接枝效率。
文檔編號B29B9/02GK1927904SQ20061004144
公開日2007年3月14日 申請日期2006年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月6日
發(fā)明者俞強(qiáng), 姚自力, 王宏標(biāo), 秦文偉, 丁永紅, 吳海萍 申請人:江蘇創(chuàng)源科技新材料有限公司, 江蘇工業(yè)學(xué)院