[发明专利]聚烯烃接枝共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚烯烃接枝共聚物及其制备方法，特别是涉及能发生阴离子聚合的单体与聚烯烃的接枝共聚物及其制备方法。

背景技术

聚烯烃价格低廉、性能优异，是最大宗合成树脂产品，广泛应用于汽车制造、家用电器、日常用品和包装材料等领域，成为这些行业不可或缺的基本原材料。但是，聚烯烃的结构中缺乏官能性基团，导致它的染色性、亲水性、与其它极性高分子的相容性等均很差，同时也降低它与增强材料及无机填充物等粘附性，这些限制了其最终的应用。高性能化是聚烯烃研究开发的主要方向之一。总的说来，聚烯烃的高性能化主要通过以下两个途径：一是通过化学改性引入其它功能基团实现功能化；二是通过共混的方法制备聚烯烃合金。由于聚烯烃分子链为非极性，和大多数其它种类聚合物在热力学上不相容，必然导致其共混体系会产生较大程度的相分离。因此，控制和稳定聚烯烃共混体系的相态结构，是获得具有优异性能聚烯烃材料必须考虑的一个关键问题。

由于聚烯烃分子链由惰性的碳氢元素组成，分子间除了范德华力以外几乎没有其它的相互作用力，分子中也不存在可以反应的功能基团，因此，利用非键相互作用或加入小分子偶联剂进行增容的方法对获得高性能聚烯烃不可取。反应增容方法对聚烯烃的某些共混体系很有效，工艺也相对简单。例如，将聚丙烯(PP)接枝马来酸酐共聚物加入到PP/聚酰胺、PP/聚酯等共混体系中，酸酐基团和氨基或者羟基进行缩合反应，在共混中原位生成接枝共聚物进行增容。但是，对某些聚合物，如间规聚苯乙烯(sPS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丁二烯、异戊二烯因不能与酸酐基团以及其他反应性基团发生反应性共混，反应增容方法并不适用。

发明内容

本发明的目的是提供聚烯烃接枝共聚物及其制备方法和用途。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种聚烯烃接枝共聚物，其结构为如下式(I)所示：

其中链L为聚烯烃链，数均分子量为10,000-1,000,000，优选数均分子量为30,000-100,000，更优选为40,000-80,000，例如60000左右，M为阴离子聚合物。

所述M可为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丁二烯、异戊二烯、环氧乙烷、己内酰胺、己内酯的均聚物或其共聚物。

根据本发明，所述聚烯烃接枝共聚物的数均分子量在10,000-10,000,000范围内，优选为30,000-1,000,000范围内，分子量分布在1.0-5.0之间。

根据本发明，所述聚烯烃是指由烯烃聚合得到的聚合物。优选的，所述聚烯烃可为由乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烃或环烯烃单独聚合或共聚合而得到。

根据本发明，所述聚烯烃接枝共聚物中每条聚烯烃主链上接枝的聚合物支链平均数目为0.1-5，支链的数均分子量为1,000-9,000,000，优选为5,000-800,000，共聚物中支链上的聚合物含量在0.1-95wt％范围内。

本发明还提供上述聚烯烃接枝共聚物的制备方法，包括：

其中，L、M如上述所定义，X⁺为金属离子，例如Li⁺、K⁺、Na⁺等离子。

1)将聚烯烃(L)与对甲基苯乙烯通过固相接枝方法制备得到聚烯烃接枝对甲基苯乙烯共聚物中间体(式II)；

2)将步骤1)中得到的式II聚合物中的苄基碳转化为苄基碳负离子，得到式III聚合物；

3)在步骤2)得到的反应体系中加入单体R，通过阴离子聚合得到式I所示的聚烯烃接枝共聚物；其中，单体R为能发生阴离子聚合的一种或多种单体。

根据本发明，上述步骤1)中，所述反应在溶剂中进行，所用溶剂优选为烷烃类或芳烃类，如：戊烷、己烷、庚烷、癸烷、石油醚、环己烷、苯、甲苯和/或二甲苯。所述溶剂的使用量为聚烯烃的5-30wt％，优选为10-20wt％。所用溶剂优选除水除氧。聚合用的对甲基苯乙烯单体需要除水除氧。所用引发剂为偶氮类引发剂、有机过氧类引发剂、无机过氧类引发剂，如：偶氮二异丁腈、偶氮二异庚烷、过氧化二苯甲酰等。所述引发剂的用量为聚烯烃用量的0.1-0.5wt％，优选用量为0.2-0.3wt％。所述对甲基苯乙烯的用量为聚烯烃的1-10wt％，优选为4-6wt％。