[发明专利]一种分步制备的高熔体强度接枝聚丙烯及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种分步制备的高熔体强度接枝聚丙烯及其制备方法和用途。主要原料组成为：聚丙烯、短链接枝单体、自由基引发剂、硅油、过氧酸或双氧水、抗氧剂。分步制备的工艺步骤为：步骤(1)将聚丙烯、短链接枝单体、自由基引发剂按比例在高混机中混合，混合物在双螺杆挤出机中反应挤出，挤出机机头处抽真空脱除未接枝的单体，得到短支链聚丙烯接枝物；步骤(2)将硅油、过氧酸或双氧水反应，过滤、干燥，制备含端环氧基的环氧化硅油；步骤(3)将短支链聚丙烯接枝物、环氧化硅油和抗氧剂按比例在高混机中混合，混合物在双螺杆挤出机中进行熔融反应，得到高熔体强度接枝聚丙烯。本发明工艺过程可控，产品结构规整，品质和工艺性能良好。

技术领域

本发明属于高分子材料及加工领域，具体涉及一种高熔体强度聚丙烯及其制备方法和用途。

背景技术

聚丙烯(PP)作为通用塑料之一，具有无毒、价格低廉、相对密度小、耐化学腐蚀、强度高、易于回收利用等优点，广泛应用于家用电器、汽车零部件、日常用品等领域。

高熔体强度聚丙烯(HMSPP)是为了克服线性聚丙烯在熔体强度方面的不足而研发的一类新型聚丙烯材料。HMSPP具有较高的熔体强度和熔体弹性，因此可适应发泡、热成型、涂覆、吹塑等对熔体强度要求较高的加工方式。与其他热塑性泡沫相比，高熔体强度聚丙烯泡沫具有使用温度高、耐热性好、耐化学腐蚀性强、回收容易和成本低等优点，在包装、汽车零部件和保温隔热材料等方面具有广阔的应用前景。

HMSPP的高熔体强度主要得益于宽分子量分布和长支链结构，常用的制备方法主要有聚合制备法、辐照制备法、化学交联制备法、共混改性法等。调控 PP的分子量分布和在PP分子链上接枝长支链是制备HMSPP的关键。目前普遍采用的方法是聚丙烯直接接枝长支链、聚丙烯中加入长分子链物质或聚丙烯通过多官能团单体交联。接枝物通常包括新戊二醇二丙烯酸酯、1,4丁二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、二丙二醇二丙烯酸酯和硅氧烷等，硅油(SiR)以硅氧键(Si-O) 为主链，是一种兼具有机聚合物及无机材料特性的橡胶材料，具有无毒、耐高低温、耐磨等特点，也可被选作接枝物。

专利US5560886A公开了一种接枝二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸等制备高熔体强度聚丙烯的方法，该方法要包括在无氧环境下辐照、热处理等步骤，操作繁琐，操作难度大。

专利CN200810061200.2公开了一种接枝二丙二醇二丙烯酸酯等多官能团单体的高熔体强度聚丙烯树脂，以聚丙烯、有机过氧化物、多官能团单体、支化促进剂、成核剂为原料，在双螺杆挤出机中完成接枝反应，制备出具有长支链结构的高熔体强度聚丙烯。

专利CN200910037289.3公开了一种高熔体强度聚丙烯材料及其制备方法，聚丙烯、尼龙等高熔点结晶性聚合物、相容剂、聚乙烯、助剂在共混过程中熔融混合，高熔点结晶性聚合物的反应性端基与极性单体接枝改性聚丙烯或相容剂发生化学反应增容，分散在聚丙烯基体中，由于高熔点结晶性聚合物与聚丙烯差异较大，从而制备出高熔体强度聚丙烯。

专利CN201610906033.1公开了一种硅橡胶绝缘屏蔽电缆材料，将MVQ硅橡胶、聚丙烯、马来酸酐接枝聚烯烃、光引发剂、交联剂TAIC、改性铁粉在180℃的密炼机中混合，利用硅橡胶在氧气和高温条件下热降解后生成二氧化硅残余物层，提高聚丙烯的阻燃性。

上述在聚丙烯中直接引入长支链的方法存在如下问题：

1.通过一步反应挤出很难定量控制PP的接枝程度；

2.使用常规接枝物难以定量控制接枝物的环氧化程度；

3.一步反应挤出过程中长支链物质在过氧化物作用下自身易交联，长支链物质官能度高也易与PP侧链活性基团交联，这些都不利于产品品质和工艺性能。

综上，现有HMSPP制备工艺难以受控，无法获得产品品质和工艺性能优异的产品，需要开发新的产品和配套的加工工艺，以弥补现有技术的不足。

发明内容