[发明专利]一种马来酸酐接枝聚丙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种马来酸酐接枝聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，具有优良的的力学性能，在汽车，家用电器，包装等许多领域有着非常广泛的应用。但由于聚丙烯的非极性和结晶性，使得它同大多数高聚物的相容性差，不易湿润，粘合，印刷及涂覆性能差，与极性材料共混时不能得到性能很好的材料。因此需要对聚丙烯进行改性，增加其极性，扩宽其应用范围。常用的改性单体是马来酸酐。

现阶段将马来酸酐接枝到聚合物主链上的主要方法有溶液接枝，熔融接枝，固相接枝和悬浮接枝。

溶液接枝是将聚合物溶于适当的溶剂中，接枝反应在溶液中进行，这种方法由于需回收大量的溶剂而没有得到广泛应用。

中国发明专利CN1793190A介绍了利用固相法得到马来酸酐接枝聚丙烯材料的方法。这种方法通过引入表面活性剂，使得接枝反应在固相的情况下发生在聚丙烯表面，可以得到接枝率较高的改性聚丙烯材料，同时具有操作简单，污染小等优点，但由于接枝反应多发生在聚丙烯基体的表面，因此该方法存在接枝不均匀的缺点。

中国发明专利CN1948356A介绍了利用悬浮固相接枝制备马来酸酐共聚物的方法。这种方法使用大量的水为分散介质且反应时间长达1小时以上，因而不利于规模化生产。

熔融接枝法由于操作简单，生产效率高，而成为目前最常用的方法。在接枝过程中，引发剂分解产生的自由基夺取聚丙烯分子链上的氢而形成大分子自由基，但它易于发生β断链即降解而导致接枝率低及材料性能的劣化，因此如何控制稳定大分子自由基，使反应向接枝的方向进行就成为制备高性能高接枝率聚丙烯的关键。中国发明专利CN1456430A和CN1230554A均在熔融接枝过程中引入了共单体提高马来酸酐的接枝率。在CN1230554A中采用以苯乙烯作为共接枝单体，但苯乙烯单体易于挥发，对人体有害。在CN1456430A中，申请人称以油酸为共接枝单体可以提高接枝率，但并未说明其机理，也未给出支持的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种马来酸酐接枝聚丙烯材料及其制备方法。

本发明提供的马来酸酐接枝聚丙烯材料，是由聚丙烯、引发剂、马来酸酐和多官能团单体制成的；

其中，引发剂为过氧化氢二异丙苯、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基或过氧化苯甲酸叔丁酯；优选过氧化氢二异丙苯、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯；

多官能团单体为三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯；优选季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯；

聚丙烯为聚丙烯均聚物和/或聚丙烯共聚物。

上述马来酸酐接枝聚丙烯材料中，聚丙烯的质量份数为100，引发剂的质量份数为0.005-4，优选0.05-1，更优选0.075-0.3；马来酸酐的质量份数为1-10，优选1-5，更优选1.5-3；多官能团单体的质量份数为0.05-5，优选0.5-3，更优选0.75-2.25。

本发明提供的制备上述马来酸酐接枝聚丙烯材料的方法，是将聚丙烯、引发剂、马来酸酐和多官能团单体混匀后熔融复合，得到马来酸酐接枝聚丙烯材料；

其中，所用引发剂和多官能团单体均如上所述。

该方法中，聚丙烯的质量份数为100，引发剂的质量份数为0.005-4，优选0.05-1，更优选0.075-0.3；马来酸酐的质量份数为1-10，优选1-5，更优选1.5-3；多官能团单体的质量份数为0.05-5，优选0.5-3，更优选0.75-2.25。

熔融复合的温度为150-250℃，优选150-200℃，更优选170-195℃。该熔融复合步骤可在双螺杆挤出机中进行，螺杆转速为50-500转/分钟，长径比为15-100。

该方法的制备机理是引发剂在高温下分解产生自由基，从聚丙烯主链上脱去氢原子，形成大分子自由基，多官能团单体可以与大分子自由基相结合，形成较稳定的自由基及支化结构，有效抑制了聚丙烯的降解反应；同时多官能单体与马来酸酐有较好的共聚性能，能够提高马来酸酐的转化率，制得具有高接枝率的马来酸酐接枝聚丙烯材料。