[发明专利]接枝改性超高分子量超细丙烯聚合物及其固相接枝方法

说明书

本发明提供了一种超高分子量超细粒径丙烯聚合物采用固相接枝制备接枝丙烯聚合物的方法及其制备的接枝丙烯聚合物，接枝单体的有效接枝率>0.5％；基础聚合物为丙烯聚合物；所述丙烯聚合物为粉体，呈球形颗粒状，平均粒径为10μm‑200μm，标准差为2μm‑15μm，堆密度为0.1g/mL‑0.4g/mL；所述丙烯聚合物的粘均分子量(Mv)大于1×10⁶。本发明的方法工艺简单，成本较低，操作简单，易于实现工业化生产。本发明的接枝丙烯聚合物的热性能、力学性能、极性等方面均有明显的改善，并保持了丙烯聚合物原有的优良性能。

技术领域

本发明涉及一种接枝聚合物及其制备方法，具体涉及一种接枝改性超高分子量超细粒径丙烯聚合物及其固相接枝方法。

背景技术

聚丙烯作为通用塑料，以产量大、应用面广以及物美价廉而著称，但是聚丙烯的耐寒性、耐候性、耐光性、染色性、粘接性、抗静电性、亲水性均很差，而且与其它极性聚合物、无机填充及增强材料等相容性也很差，这些缺点制约了聚丙烯在包装材料领域、汽车工业、电子工业以及医疗器械等方面的应用。

为了改进聚丙烯的性能，并扩大其应用范围，需要对聚丙烯进行改性。聚丙烯改性的方法有很多，接枝改性就是其中非常重要的一种。接枝改性的工艺有化学接枝、机械接枝、光接枝等，其中化学接枝又包括溶液接枝、固相接枝、熔融接枝、气相接枝、悬浮接枝等。固相接枝聚丙烯的研究起步较晚，在20世纪80年代末，Rengarajan等首次报道了用固相接枝法制备马来酸酐官能化聚丙烯，随后陆续报道的用于固相接枝法改性聚丙烯的单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、4-乙烯基吡啶、丙烯腈、2-羟乙基丙烯酸甲酯等。近几年这种方法被越来越多的研究者用来改性聚丙烯，与其它接枝工艺相比较，固相接枝法不仅可以在保持聚丙烯原有性能的情况下引入极性官能团，而且具有低温、低压、低成本、较高的接枝率和无需溶剂回收等优点。

然而，固相接枝法改性聚丙烯目前所面临的一个较大的困难在于常规的工艺或技术制备出的接枝改性聚丙烯的有效接枝率很低，目前文献中的报道一般只能达到1％，显然这样低接枝率的改性对于聚丙烯的性能的改善是有限的。近年来，研究者们为了提高接枝率研发了一系列的固相接枝反应工艺，例如：超临界二氧化碳协助固相接枝、磨盘形力化学反应器接枝改性聚丙烯、超声波辅助的固相接枝法、共单体熔融接枝法、辐射接枝法等方法。虽然这些方法都能在一定程度上降低接枝温度和接枝时间并提高接枝率，但是整个反应工艺操作过于复杂，而且引入了新的介质或设备，这些都极大地提高了生产成本，难以实现大规模低成本生产。所以研究采用常规方法低成本制备高接枝率接枝聚丙烯就非常具有意义。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种有效的丙烯聚合物固相接枝制备高接枝率接枝丙烯聚合物的方法，采用该方法能够简便且高效地制备出接枝率较高的接枝丙烯聚合物，更为有效的对丙烯聚合物进行改性，改善丙烯聚合物的性能。

为了解决以上技术问题，本发明提供了超高分子量超细粒径丙烯聚合物采用固相接枝制备接枝丙烯聚合物的方法，包括以下步骤：

在容器中，加入丙烯聚合物、接枝单体、引发剂和界面剂，搅拌混合均匀；加热进行固相接枝反应；获得所述的接枝丙烯聚合物；

所述丙烯聚合物为粉体，呈球形颗粒状，平均粒径为10μm-200μm，标准差为2μm-15μm，堆密度为0.1g/mL-0.4g/mL；所述丙烯聚合物的粘均分子量(Mv)大于1×10⁶。优选的，所述丙烯聚合物粉体的粒径分布近似于正态分布。

根据本发明，所述丙烯聚合物的平均粒径优选为20μm-180μm，更优选为30μm-150μm；所述标准差优选为5μm-15μm，更优选为6μm-12μm，还优选为8μm-10μm。

根据本发明，所述丙烯聚合物粉体的堆密度优选为0.15g/mL-0.35g/mL。