專利名稱：一種以聚烯烴為載體制備苯乙烯/馬來酸酐共聚物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉 及一種通過反應(yīng)擠出以聚烯烴為載體制備苯乙烯/馬來酸酐共聚物的方法。具體地說，通過雙螺桿擠出機(jī)以聚烯烴作為載體，采用馬來酸酐和苯乙烯混合單體做為原料，通過聚合反應(yīng)擠出制備苯乙烯/馬來酸酐共聚物。
背景技術(shù)：
苯乙烯馬來酸酐共聚物(SMA)是一種性能優(yōu)異的新型高分子材料，具有低界面張力，高表面活性等優(yōu)點(diǎn)，使得在采聚合物材料分子設(shè)計(jì)及應(yīng)用中越來越受人重視。目前，制備苯乙烯馬來酸酐共聚物的主要方法有傳統(tǒng)自由基共聚、活性自由基共聚、輻射和光引發(fā)共聚等。這些傳統(tǒng)的聚合反應(yīng)多為在溶液釜中聚合，控制麻煩、效率不高、能耗大、反應(yīng)終止劑毒性大、阻聚效果差、抗氧化能力差的缺點(diǎn)。中國專利CN201110257741. 4提出了一種具有高熔體強(qiáng)度的接枝聚丙烯的制備方法。通過雙螺桿擠出機(jī)使用馬來酸酐、異戊二烯和苯乙烯作為改性單體與聚丙烯接枝反應(yīng)擠出制備的方法。此專利中主要以改性聚丙烯為主，所加入的液體量都很小，同時(shí)加入了異戊二烯，并且沒有分離苯乙烯/馬來酸酐共聚物，對其做出說明。中國專利CN1103408發(fā)明了一種用本體法合成苯乙烯馬來酸酐無規(guī)共聚物的方法。先將部分苯乙烯預(yù)投到反應(yīng)釜中，然后將馬來酸酐溶解于剩余苯乙烯中配成溶液，該樹脂可作為熱塑性材料，具有良好的加工性能。中國專利CN1388170提出了一種增韌增強(qiáng)改性苯乙烯馬來酸酐無規(guī)共聚物的方法。采用透明苯乙烯馬來酸酐無規(guī)共聚物與沖擊改性劑共混改性，其力學(xué)性能和熱性能較原來大為改善。這兩項(xiàng)專利均是在溶液中通過本體聚合而合成的苯乙烯馬來酸酐共聚物，反應(yīng)控制不方便。中國專利CN200410099072. 2提出了一種苯乙烯類嵌段共聚物反應(yīng)擠出聚合方法。將苯乙烯類單體、引發(fā)劑、苯乙烯/共軛二烯烴混合單體依次送入螺桿擠出機(jī)各段進(jìn)行聚合反應(yīng)，生產(chǎn)效率高，能耗小，成本低，污染輕。此專利中并未涉及苯乙烯/馬來酸酐共聚物的反應(yīng)擠出合成。本發(fā)明采用反應(yīng)擠出技術(shù)合成苯乙烯/馬來酸酐共聚物，將聚合和加工的過程合二為一，在雙螺桿擠出機(jī)中制備苯乙烯/馬來酸酐共聚物，并直接通過載體擠出，無需溶劑提純，具有控制方便、步驟較少、能耗小、成本低、污染輕等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是一種利用反應(yīng)擠出技術(shù)，通過雙螺桿擠出機(jī)，以聚烯烴為載體，進(jìn)行苯乙烯馬來酸酐共聚物的合成。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下使用加熱筒可移動式九段雙螺桿擠出機(jī)作為連續(xù)反應(yīng)器，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為80 120r/min，將聚烯烴從擠出機(jī)第一段的主加料口連續(xù)定量加入；將馬來酸酐和過氧化物引發(fā)劑2，5_ 二甲基-2，5-二叔丁基過氧化己烷以90 8比例溶于丙酮，通過管道和計(jì)量泵從擠出機(jī)第三段的液體加料口加入；苯乙烯通過另一管道和計(jì)量泵同時(shí)從擠出機(jī)第三段的液體加料口加入；于擠出機(jī)的第八段進(jìn)行真空脫揮處理，加熱下在擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行苯乙烯馬來酸酐聚合。所述的聚烯烴可用聚乙烯、聚丙烯，最優(yōu)選熔融指數(shù)為I. 8 2. lg/10min的聚丙烯；所述的各原料，以重量份數(shù)計(jì)，配比為聚烯烴100，馬來酸酐4 6. 5，引發(fā)劑
O.05 O. 5，丙酮4 6. 5，苯乙烯5. O 11. 5 ;所述的加熱，是指控制擠出機(jī)第一段溫度68°C、第二段溫度103°C、第三段溫度170°C、第四段溫度至第八段溫度190 200°C、第九段溫度215°C ；本發(fā)明的技術(shù)特征表現(xiàn)為，所述的馬來酸酐、引發(fā)劑、苯乙烯均以液體的形式通過液體計(jì)量泵注入雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)，在筒體內(nèi)聚合再接枝上聚烯烴擠出，區(qū)別于其它溶液聚 合或直接無聚烯烴反應(yīng)擠出的方法。本發(fā)明的技術(shù)特征表現(xiàn)為，將馬來酸酐和苯乙烯通過兩個(gè)液體計(jì)量泵分別注入擠出機(jī)內(nèi)，與只使用一個(gè)計(jì)量泵相比，避免了反應(yīng)前馬來酸酐與苯乙烯接觸時(shí)直接聚合生成不溶物而導(dǎo)致的堵管現(xiàn)象，保證了反應(yīng)前馬來酸酐和苯乙烯能順暢地注入擠出機(jī)內(nèi)。本發(fā)明的技術(shù)特征表現(xiàn)為，采用聚烯烴作為載體，使其聚合后得到的產(chǎn)物大部分接枝在聚烯烴上，從而避免因熔體強(qiáng)度不夠而聚合物難以被擠出的情況。本發(fā)明的技術(shù)特征表現(xiàn)為，反應(yīng)后期未反應(yīng)的單體易被真空脫揮操作移出體系，使其在產(chǎn)物中極少有殘留，從而使產(chǎn)物降低異味。本發(fā)明參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3682-2000《熱塑性塑料熔體質(zhì)量流動速率和熔體體積流動速率的測定》測試基礎(chǔ)產(chǎn)物的熔融指數(shù)。測試溫度230°C，負(fù)荷2. 16Kg ；本發(fā)明參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1040. 1-2006對擠出產(chǎn)物進(jìn)行制樣和拉伸測試，拉伸速率為 70mm/mino本發(fā)明制得的苯乙烯馬來酸酐共聚物接枝于聚烯烴上可直接用于膠黏劑，也可分離出苯乙烯馬來酸酐共聚物作為相容劑，具有設(shè)備簡易，加工工藝簡單，產(chǎn)品性能好的特點(diǎn)。實(shí)施例I室溫下，將I. 05kg馬來酸酐、O. 093kg 2，5_ 二甲基_2，5_ 二叔丁基過氧化己烷溶于I. 05kg丙酮中；預(yù)先設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的九段加熱筒溫度，沿著擠出方向分別為68°C、103°C >170°C >200°C >200 V、200°C、200°C、190°C、215°C，螺桿轉(zhuǎn)速為 lOOr/min ；加熱筒溫度達(dá)預(yù)定溫度時(shí)，將IOkg熔融指數(shù)為I. 84g/10min的聚丙烯粒料從位于擠出機(jī)第一段的主加料口加入擠出機(jī)中，喂料速度為O. lkg/min ;同時(shí)將含有馬來酸酐和引發(fā)劑比例的丙酮溶液通過計(jì)量泵從擠出機(jī)的第三段液體加料口以O(shè). 021kg/min的速度注入，將2. 8kg苯乙烯通過另一個(gè)計(jì)量泵從第三段液體加料口以O(shè). 028kg/min的速度注入；在擠出機(jī)的第八段處進(jìn)行真空脫揮。產(chǎn)物基本無馬來酸酐和苯乙烯的氣味。取上述反應(yīng)擠出出料造粒樣品，參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3682-2000測試產(chǎn)物的熔融指數(shù)，測定值為8. 07g/10min。產(chǎn)品A的力學(xué)性能測試結(jié)果如表I所示(含量以聚丙烯質(zhì)量為參照)。表I
權(quán)利要求
1.一種以聚烯烴為載體制備苯乙烯/馬來酸酐共聚物的方法，其特征在于，使用九段加熱筒的雙螺桿擠出機(jī)作連續(xù)反應(yīng)器，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為80 120r/min，將聚烯烴從擠出機(jī)第一段的主加料口連續(xù)定量加入；將馬來酸酐和過氧化物引發(fā)劑2，5_ 二甲基-2，5- 二叔丁基過氧化己烷溶于丙酮，通過管道和計(jì)量泵從擠出機(jī)第三段的液體加料口加入；將苯乙烯溶液通過另一管道和計(jì)量泵同時(shí)從擠出機(jī)第三段的液體加料口加入；在擠出機(jī)的第八段進(jìn)行真空脫揮；加熱下熔融接枝反應(yīng)擠出得到一種以聚烯烴為載體的苯乙烯/馬來酸酐共聚物；所述的各原料以重量份數(shù)計(jì)，配比為聚烯烴100，馬來酸酐4 6. 5，引發(fā)劑O. 05 O. 50，丙酮4 6. 5，苯乙烯5. O 11. 5。
2.權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于聚烯烴為載體，可選用聚乙烯、聚丙烯，最優(yōu)選熔融指數(shù)為I. 8 2. lg/10min的聚丙烯。
3.權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，控制擠出機(jī)第一段溫度68°C、第二段溫度103°C、第三段溫度170°C、第四段溫度至第八段溫度190 200°C、第九段溫度215°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過反應(yīng)擠出制備苯乙烯/馬來酸酐共聚物的方法，其原料包括聚烯烴、馬來酸酐、苯乙烯和過氧化物引發(fā)劑2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過氧化己烷。其特征在于聚烯烴從雙螺桿擠出機(jī)第一段主加料口加入；馬來酸酐和2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過氧化己烷溶于丙酮，通過管道和計(jì)量泵從擠出機(jī)第三段的液體加料口加入；苯乙烯通過另一管道和計(jì)量泵從擠出機(jī)第三段的液體加料口同時(shí)加入，控制擠出機(jī)反應(yīng)段溫度170～230℃，進(jìn)行聚合反應(yīng)。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明以雙螺桿擠出機(jī)為反應(yīng)器直接對單體進(jìn)行本體聚合。本發(fā)明所提供的反應(yīng)擠出方法可以一步得到接枝在聚烯烴上的馬來酸酐苯乙烯聚合物，這種聚合物可用作為膠黏劑。
文檔編號C08F222/06GK102775559SQ20121026835
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者丁銳, 夏浙安, 王彥華, 胡吉霞, 陳建定 申請人:華東理工大學(xué)