一種高性能聚丙烯相容劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于高分子化學領域，具體涉及一種高性能聚丙烯相容劑及其制備方法。一種高性能聚丙烯相容劑及其制備方法，該相容劑由如下質(zhì)量百分比的組分組成：70-97.3%%的聚丙烯；2-8%的功能性單體；0.2-9%的引發(fā)劑；0.1-7%的抗交聯(lián)劑；0.1-2%的抗氧劑；0.1-2%的潤滑劑；0.2-9%的阻燃劑。本發(fā)明制得一種高性能聚丙烯相容劑，可用于聚丙烯合金增容、填充增強、粘合、阻燃、低煙無鹵阻燃電纜料、木塑復合材料等用途或領域，性能好，應用廣。
【專利說明】一種高性能聚丙烯相容劑及其制備方法

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子化學領域，具體涉及一種高性能聚丙烯相容劑及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯應用廣泛，但由于聚烯烴是非極性材料，從而導致聚丙烯與多數(shù)高聚物、無 機填料和金屬等復合時相容性不好，影響了復合材料的性能，如力學性能，耐熱性能、表面 光潔性、可涂覆性能等，因而使其廣泛應用受到限制。馬來酸酐接枝聚丙烯可以改善其表面 的非極性狀況，極性的馬來酸酐接枝到聚丙烯主鏈上從而賦予了材料的特殊的性能，可以 很好的改善共混和填充材料的界面性能，從而明顯提高復合材料的性能，因此，其作為相容 劑和粘結(jié)劑的應用越來越受到人們的重視。
[0003] 目前，采用馬來酸酐接枝聚丙烯作為相容劑已經(jīng)廣泛的應用到塑料改性行業(yè)，例 如，用于無機填充聚烯烴復合材料、玻纖增強聚烯烴復合材料、共混材料、可涂覆膜材料和 粘接材料等的相容劑，而廣泛應用于汽車、工具和建筑工程等領域。
[0004] 但是，目前馬來酸酐接枝聚丙烯相容劑制備多采用熔融接枝、溶液接枝、固相接 枝和輻照接枝等，其中，熔融接枝一般采用雙螺桿擠出機直接進行反應接枝(周春懷，楊軍 忠，中國塑料，13 (1)，1999,31-38 ;王麗姝；王益龍；陳振宇，現(xiàn)代塑料加工應用，19 (2)， 2007,15-18 ;王雅珍，CN02118793. 2等)，此種方法存在很大的缺陷如馬來酸酐殘留量過 高、聚丙烯降解嚴重和接枝率難以控制；溶液接枝接枝率雖高(檀革江，李天金，馬競濤，房 江華，寧波工程學院學報，19 (2)，2007，1-5 ;王強，CN200510101318. X)，但是需要大量溶 齊U，成本高，溶劑難于回收造成環(huán)境污染，且不易于大規(guī)模生產(chǎn)；固相接枝(劉生鵬，張良 均，童身毅，許莉莉，合成樹脂及塑料，22 (4)，2005,10-13等）通常時間長，反應效率低，馬 來酸酐反應在基體表面，故接枝不均勻，另外馬來酸酐味道大，對環(huán)境不利；輻照接枝（于志 強，顧輝，張志謙，田茂忠，材料科學與工藝，8 (1)，2000,16-20)需要特殊的儀器設備，而 且接枝往往在表面，接枝不均勻。
[0005] 即使如專利號為ZL2008100381559的一種環(huán)保型聚丙烯相容劑的制備方法對以 上問題做了一定的改進，但是其制備仍需要先在攪拌下進行固相接枝反應0.2- 2小時， 制得母粒后再和純聚丙烯利用高速攪拌機混合，之后再轉(zhuǎn)入雙螺桿擠出機進行熔融接枝反 應，耗時長，步驟較繁瑣，而且功能性單體的殘留量、凝膠含量均偏高，材料性能不夠穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供了一種高性能聚丙烯相容劑的配方以及針對該 配方采取的制備方法。本發(fā)明進一步提高了接枝效率，并消耗了殘留的引發(fā)劑，降低了單體 的殘留量。
[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)： 一種高性能聚丙烯相容劑，該相容劑由如下質(zhì)量百分比的組分組成： 70-97. 3%%的聚丙烯； 2-8%的功能性單體； 0.2-9%的引發(fā)劑； 0. 1-7%的抗交聯(lián)劑； 0. 1-2%的抗氧劑； 0. 1-2%的潤滑劑； 0. 2-9%的阻燃劑。
[0008] 優(yōu)選的，所述的聚丙烯選自均聚PP-聚丙烯、PP共聚物或無規(guī)聚丙烯中的一種或 幾種。
[0009] 優(yōu)選的，所述的功能性單體選自馬來酸酐、甲基丙烯酸縮水甘油酯或丙烯酸中的 一種或幾種。
[0010] 優(yōu)選的，所述的引發(fā)劑為過氧化二異丙苯、過氧化二苯甲酰、2, 5-二甲基-2, 5-雙 (叔丁基過氧基）乙烷、2, 5-二甲基-2, 5-雙(叔丁基過氧基）乙炔、偶氮二異丁氰或雙叔丁 過氧異丙基苯中兩種的復配物，復配物的質(zhì)量比為1 :3-3:1。
[0011] 優(yōu)選的，所述的抗交聯(lián)劑選自硬脂酸酰胺、對苯醌、油酸、亞磷酸三苯酯、四氯化碳 或苯乙炔中的一種或幾種。
[0012] 優(yōu)選的，所述的抗氧劑受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑的復配體系。
[0013] 進一步的，所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑按質(zhì)量比1:1的 復配物。
[0014] 優(yōu)選的，所述的潤滑劑可以是脂肪酸皂鹽類潤滑劑、硅酮粉或低分子聚乙烯蠟中 的一種或幾種，其中所述的脂肪酸皂鹽類潤滑劑包括硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、乙撐雙脂肪酸酰 胺或改性乙撐雙脂肪酸酰胺。
[0015] 優(yōu)選的，所述的阻燃劑為聚磷酸銨/季戊四醇脹型阻燃劑。
[0016] 一種如上所述的高性能聚丙烯相容劑的制備方法，該方法包括以下步驟： (1) 按照以下組分的質(zhì)量份數(shù)來備料： 70-97. 3%%的聚丙烯； 2-8%的功能性單體； 0.2-9%的引發(fā)劑； 0. 1-7%的抗交聯(lián)劑； 0. 1-2%的抗氧劑； 0. 1-2%的潤滑劑； 0. 2-9%的阻燃劑； (2) 將上述備料按比例放入高混機中混合3-5分鐘，出料，原料采用側(cè)喂料方式喂入雙 螺桿擠出機，用雙螺桿擠出機擠出，然后施加超聲處理，控制加工溫度在80-2KTC，螺桿轉(zhuǎn) 數(shù)在180-700轉(zhuǎn)/分，超聲功率在200W-900W，進行熔融接枝擠出造粒并超聲處理，得到產(chǎn) 品。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果： 1. 本發(fā)明制得一種高性能聚丙烯相容劑，可用于聚丙烯合金增容、填充增強、粘合、阻 燃、低煙無鹵阻燃電纜料、木塑復合材料等用途或領域，性能好，應用廣。
[0018] 2.本發(fā)明復配的引發(fā)體系提高了接枝效率，側(cè)喂料方式縮短了引發(fā)劑在雙螺桿擠 出機中的時間，以及合適的抗交聯(lián)劑的選擇都為控制凝膠含量打下了基礎，通過超聲處理， 進一步提高了接枝效率，并消耗了殘留的引發(fā)劑，降低了單體的殘留量。阻燃劑能夠促進PP 的成碳性，能夠促使PP具備優(yōu)良的阻燃性能。很好的解決了聚丙烯反應接枝高接枝率與低 殘留、低凝膠量相互競爭、阻燃劑團聚影響阻燃效果等確定。
[0019] 3.本發(fā)明制備的相容劑的接枝率高，可降低添加量，減少使用成本；低殘留，無刺 激性氣味，有利于環(huán)保和人員健康。超聲處理工藝，又可使材料性能更加穩(wěn)定，延長保質(zhì)期。

【具體實施方式】
[0020] 實施例1 聚丙烯采用臺灣李長榮的6331，引發(fā)劑采用2, 5-二甲基-2, 5-雙(叔丁基過氧基)乙烷 和雙叔丁過氧異丙基苯質(zhì)量比為2:3組合成復配引發(fā)劑，抗氧劑為德國巴斯夫公司的168 和1010質(zhì)量比為1:1組合，潤滑劑采用硬脂酸鈣，功能性單體采用馬來酸酐，抗交聯(lián)劑采用 亞磷酸三苯酯，阻燃劑為廣州琪原新材料生產(chǎn)的聚磷酸銨/季戊四醇脹型阻燃劑，采用傳 統(tǒng)加工工藝，將上述組分按比例放入高混機中混合4分鐘，出料，然后用螺桿擠出機擠出造 粒，加工溫度為l〇〇°C，螺旋轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/分(具體配比見下表1)超聲功率為400W。
[0021] 對比例1 聚丙烯采用臺灣李長榮的6331，引發(fā)劑采用2, 5-二甲基-2, 5-雙(叔丁基過氧基）乙 烷，抗氧劑為德國巴斯夫公司的168和1010質(zhì)量比為1:1組合，潤滑劑采用硬脂酸鈣，功能 性單體采用馬來酸酐，阻燃劑為廣州琪原新材料生產(chǎn)的聚磷酸銨/季戊四醇脹型阻燃劑， 采用傳統(tǒng)加工工藝，將上述組分按比例放入高混機中混合4分鐘，出料，然后用螺桿擠出機 擠出造粒，加工溫度為l〇〇°C，螺旋轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/分(具體配比見下表1)。
[0022] 對比例2 聚丙烯采用臺灣李長榮的6331，引發(fā)劑采用2, 5-二甲基-2, 5-雙(叔丁基過氧基)乙烷 和雙叔丁過氧異丙基苯質(zhì)量比為2:3組合成復配引發(fā)劑，抗氧劑為德國巴斯夫公司的168 和1010質(zhì)量比為1:1組合，潤滑劑采用硬脂酸鈣，功能性單體采用馬來酸酐，抗交聯(lián)劑采用 亞磷酸三苯酯，阻燃劑為廣州琪原新材料生產(chǎn)的聚磷酸銨/季戊四醇脹型阻燃劑，采用傳 統(tǒng)加工工藝，將上述組分按比例放入高混機中混合4分鐘，出料，然后用螺桿擠出機擠出造 粒，加工溫度為l〇〇°C，螺旋轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/分(具體配比見下表1)。
[0023] 表 1 :

【權(quán)利要求】
1. 一種高性能聚丙烯相容劑，其特征在于，該相容劑由如下質(zhì)量百分比的組分組成： 70-97. 3%%的聚丙烯； 2-8%的功能性單體； 0.2-9%的引發(fā)劑； 0. 1-7%的抗交聯(lián)劑； 0. 1-2%的抗氧劑； 0. 1-2%的潤滑劑； 0. 2-9%的阻燃劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能聚丙烯相容劑，其特征在于：所述的聚丙烯選自 均聚PP-聚丙烯、PP共聚物或無規(guī)聚丙烯中的一種或幾種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能聚丙烯相容劑，其特征在于：所述的功能性單體 選自馬來酸酐、甲基丙烯酸縮水甘油酯或丙烯酸中的一種或幾種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能聚丙烯相容劑，其特征在于：所述的引發(fā)劑為 過氧化二異丙苯、過氧化二苯甲酰、2, 5-二甲基-2, 5-雙(叔丁基過氧基）乙烷、2, 5-二甲 基-2, 5-雙(叔丁基過氧基)乙炔、偶氮二異丁氰或雙叔丁過氧異丙基苯中兩種的復配物，復 配物的質(zhì)量比為1 :3_3:1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能聚丙烯相容劑，其特征在于：所述的抗交聯(lián)劑選 自硬脂酸酰胺、對苯醌、油酸、亞磷酸三苯酯、四氯化碳或苯乙炔中的一種或幾種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能聚丙烯相容劑，其特征在于：所述的抗氧劑為受 阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑的復配體系。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高性能聚丙烯相容劑，其特征在于：所述的抗氧劑為受 阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑按質(zhì)量比1:1的復配物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能聚丙烯相容劑，其特征在于：所述的潤滑劑可以 是脂肪酸皂鹽類潤滑劑、硅酮粉或低分子聚乙烯蠟中的一種或幾種，其中所述的脂肪酸皂 鹽類潤滑劑包括硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、乙撐雙脂肪酸酰胺或改性乙撐雙脂肪酸酰胺。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能聚丙烯相容劑，其特征在于：所述的阻燃劑為聚 磷酸銨/季戊四醇脹型阻燃劑。
10. -種如權(quán)利要求1所述的高性能聚丙烯相容劑的制備方法，其特征在于該方法包 括以下步驟： (1) 按照以下組分的質(zhì)量份數(shù)來備料： 70-97. 3%%的聚丙烯； 2-8%的功能性單體； 0.2-9%的引發(fā)劑； 0. 1-7%的抗交聯(lián)劑； 0. 1-2%的抗氧劑； 0. 1-2%的潤滑劑； 0. 2-9%的阻燃劑； (2) 將上述備料按比例放入高混機中混合3-5分鐘，出料，原料采用側(cè)喂料方式喂入雙 螺桿擠出機，用雙螺桿擠出機擠出，然后施加超聲處理，控制加工溫度在80-2KTC，螺桿轉(zhuǎn) 數(shù)在180-700轉(zhuǎn)/分，超聲功率在200W-900W，進行熔融接枝擠出造粒并超聲處理，得到產(chǎn) 品。
【文檔編號】C08K3/32GK104119630SQ201410299562
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】杜崇銘, 林湖彬, 林文深 申請人:惠州市昌億新材料有限公司