本發(fā)明涉及一種聚烯烴蠟,具體涉及一種功能化聚烯烴蠟及其制備方法。該方法制備的聚烯烴蠟的酸值可達20-80mgKOH/g,可應(yīng)用于塑料改性,聚乙烯乳液,油墨涂料等方面。
背景技術(shù):
聚烯烴蠟是低聚合度的聚烯烴,摩爾質(zhì)量一般在1000-10000g/mol之間,間,主要用于蠟燭硬化劑、色母粒分散劑、塑料潤滑劑、油墨和涂料等方面。近年來,為了改善聚烯烴蠟的性能、拓寬其使用范圍,對聚烯烴蠟的功能化進行了廣泛的研究。聚烯烴蠟的功能化是指通過共聚、氧化、接枝等化學(xué)方法,在非極性的POW碳鏈上引入C=O,COOH,CO=NH,COOR等極性基團,從而改變POW的物理和化學(xué)性質(zhì)。由于引入了極性基團,使聚烯烴蠟的溶解、乳化、分散、潤滑和偶聯(lián)等性能產(chǎn)生了明顯的變化,可以大大改善聚烯烴蠟的印染性及與極性聚合物、顏料、填料、玻璃纖維和金屬等的相容性。為適應(yīng)目前市場材料高性能化、高功能化的需要,聚烯烴蠟的研制、生產(chǎn)及其功能化將取得引人矚目的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域也將大大拓寬。中國專利公開號為102167783A的發(fā)明專利公開了一種功能化聚烯蠟的制備方法,以石油醚為溶劑,溶液法接枝功能單體。但由于生產(chǎn)過程中需要使用大量溶劑,帶來環(huán)境污染問題,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。中國專利公開號為1302822的發(fā)明專利公開了一種聚乙烯蠟接枝工藝,包括在引發(fā)劑作用下通過螺桿擠出機將接枝單體馬來酸酐接枝到聚乙烯蠟上,其特征在于所述的聚乙烯蠟為聚乙烯生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品,將聚乙烯蠟、引發(fā)劑與馬來酸酐混合均勻后加入預(yù)先升溫的螺桿擠出機中,接枝過程控制反應(yīng)溫度80-90℃,所得產(chǎn)物接枝酸值達7~15mg/g。此方法雖然簡單,但制得的產(chǎn)品酸值低,單體殘留率高,不利于產(chǎn)品的應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,本發(fā)明的目的在于提供一種酸值高、無氣味、無殘留、應(yīng)用面廣的功能化聚烯烴蠟及其制備方法。實現(xiàn)本發(fā)明的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達到:一種功能化聚烯烴蠟,其特征在于,由按重量份計的如下成分制備而成:聚烯烴蠟100份;功能單體2-10份;引發(fā)劑0.1-2份。作為優(yōu)選,所述聚烯烴蠟為聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、乙烯-α烯烴共聚蠟中的一種。作為優(yōu)選,所述的乙烯-α烯烴共聚蠟中的α烯烴為碳原子數(shù)為3-8的不飽和烯烴。作為優(yōu)選,所述的聚烯烴蠟的分子量范圍在1000-10000,熔點在60-160℃,170℃時粘度在20-1000mpa·S。作為優(yōu)選,所述的功能單體為馬來酸酐、丙烯酸、丙烯酸衍生物中的一種或兩種以上組合;作為優(yōu)選,所述的丙烯酸衍生物為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸縮水甘油酯。作為優(yōu)選,所述的引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰、1,4-雙(叔丁基過氧基二異丙基)苯、1,3-雙(叔丁基過氧基二異丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-(二叔丁過氧基)已烷、2,5-二甲基-2,5-(二叔丁過氧基)-3-已炔、乙基-3,3-二(叔丁過氧基)丁酸酯和乙基-3,3-二(叔戊基過氧基)丁酸酯中的一種或兩種以上組合。一種功能化聚烯烴蠟的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:1)按照配方配比分別稱取聚烯烴蠟、功能單體和引發(fā)劑,待用;2)將稱好的聚烯烴蠟加入反應(yīng)容器中,加熱恒溫至140-190℃;3)完成步驟2)后,將稱好的功能單體和引發(fā)劑加入反應(yīng)容器中,充入N2,攪拌,在140-190℃的溫度下恒溫反應(yīng)2小時以上;然后抽真空實施-0.08MPa以下的低壓,抽去揮發(fā)物;4)停止實施低壓,通入N2,恢復(fù)大氣壓,排出反應(yīng)產(chǎn)物,經(jīng)過造?;蚰シ郏玫焦δ芑巯N蠟。在本發(fā)明中為了更好的實現(xiàn)高酸值和低氣味、低殘留,我們增加了熔融接枝反應(yīng)的時間,從而實現(xiàn)產(chǎn)品的高酸值。在反應(yīng)完成后,通過實施低壓,去除未反應(yīng)單體的助劑,降低產(chǎn)品中的未反應(yīng)物殘留和減少氣味。為了更好的提升酸值、降低氣味,發(fā)明人經(jīng)過大量實驗發(fā)現(xiàn)優(yōu)選的熔融接枝的工藝條件為:溫度140-190℃,反應(yīng)2小時以上。溫度高于190℃,聚烯烴蠟容易受熱分解、導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化,致使制得的產(chǎn)品帶入較多的雜質(zhì),同時反應(yīng)鏈活性過高將消耗更多的自由基,并且引發(fā)劑分解過快,不能保證反應(yīng)各階段的自由基含量,使得極性單體殘留增加;溫度低于140℃,使得各組分之間反應(yīng)不完全,給最終產(chǎn)品帶入了較多的雜質(zhì),從而會增加后續(xù)低氣壓的處理時間。本發(fā)明中對反應(yīng)實施N2保護,使得熔融接枝反應(yīng)可以順利進行,避免大氣中氧氣等對組分反應(yīng)造成的干擾,有利于減少副反應(yīng)的發(fā)生,產(chǎn)物分子量分布窄,使得產(chǎn)物純度更高。作為優(yōu)選,所述的反應(yīng)容器為反應(yīng)釜、多口圓底燒瓶中的一種。作為優(yōu)選,在步驟4)中,經(jīng)過鋼帶造粒機造?;蚰シ蹤C磨粉。本發(fā)明的有益效果在于:(1)本發(fā)明所采用的制備方法,與傳統(tǒng)技術(shù)溶液接枝和擠出接枝不同,本發(fā)明中,較長時間的反應(yīng)時間和優(yōu)化的反應(yīng)條件使得功能化聚烯烴蠟具有很高的酸值,單體殘留低,氣味少。同時制備方法簡單易得,容易實現(xiàn)。(2)本發(fā)明的制備方法采用熔融接枝,合理選擇反應(yīng)溫度,保證整個反應(yīng)階段都有較多的引發(fā)劑自由基含量,從而提高接枝效率,減少極性單體的殘留,防止功能化聚烯烴蠟的變色和氣味大等問題的發(fā)生。(3)本發(fā)明的制備方法采用低壓去除未反應(yīng)物,從根本上保證了產(chǎn)品的低殘留和低氣味特點。(4)本發(fā)明的聚烯烴蠟具有很高的酸值,而高酸值的功能化聚烯蠟使得蠟產(chǎn)品具有較...