[发明专利]一种复合硅烷偶联剂改性硅微粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用马来酸酐与聚异丁烯，在引发剂或无引发剂的作用下进行接枝聚合反应，制备可用于有机聚合物填充改性的马来酸酐接枝聚烯烃聚合物偶联剂。

背景技术

具有非极性及结晶性的有机聚合物，与其他材料，如极性聚合物、无机填充物等相容性很差，无法制备有用的共混材料。为了使复合材料达到预期的性能，需要使用偶联剂对填充物表面进行改性，以增强它与基本树脂的相容性和结合力。偶联剂对填充物界面改性的作用是提高塑料制品质量档次、提高塑料制品附加值、促进塑料新产品开发和新技术的应用。

马来酸酐与聚烯烃接枝聚合物为偶联剂，在聚合物共混物、聚合物/无机填充物、聚合物/有机纤维、复合增强材料和粘结剂等方面都有广泛的应用。目前国内外制备马来酸酐与聚烯烃接枝聚合物的方法有熔融法、溶液法、辐射法和固相法，其中最重要的方法是熔融法。熔融接枝可以在单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或Brabender流变仪中进行。例如CN123054中所阐述的将聚丙烯、马来酸酐、引发剂和其他添加剂，在少量分散剂的帮助下均匀混合，然后将混合物加入挤出机料斗中进行熔融挤出，但得到的产物都存在着马来酸酐残留量高、交联严重、接枝率控制不准确、流动性差的问题。虽然通过采用加入交联抑制剂，抗氧化剂或采用混合引发剂的方法起到一定作用，但效果并不明显。

在高碳酸钙填充聚丙烯、聚乙烯的项目中，要求碳酸钙填充量为50％，选用各种偶联剂如钛酸酯等，碳酸钙的填充量只能达到30％，而且性能指标也达不到要求，目前一直未能解决。

发明内容

本发明的目的在于提出用马来酸酐接枝聚异丁烯聚合物作为偶联剂的技术方案，使碳酸钙填充量达到并超过50％，并采用一种简便可行的方法来获得无污染(马来酸酐残留量非常低)、交联度低、流动性好、接枝率控制精确的马来酸酐接枝聚异丁烯聚合物偶联剂。

本发明方法是将马来酸酐和聚异丁烯加入带搅拌的反应器中，加入溶剂搅拌均匀，在氮气保护下加入引发剂或不加引发剂，进行接枝反应，反应温度为120-2500℃，连续反应30-240分钟。然后用氮气气提法去除未反应的马来酸酐，回收溶剂，最后得到马来酸酐接枝聚异丁烯聚合物偶联剂产品。

本发明所述的聚异丁烯是分子量800-10000的普通普通聚异丁烯或高活性聚异丁烯，高活性聚异丁烯要求端烯含量大于60％，优选70-90％。

本发明所述的溶剂可选用苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙脂、丙酮、丁酮、甲乙酮、氯仿、正丁醇和无芳香烃溶剂。溶剂用量为聚异丁烯量的10-80％(重量)，优选30-50％。

本发明所述的引发剂可选用烷基过氧化物、酯类过氧化物和酰类过氧化物，可优选过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、丙酸酰胺、硬脂酰胺，叔丁基过氧化物、二叔丁基过氧化物，过氧化叔丁基叔戊酸酯、偶氮二异丁腈、2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷、过氧化苯甲酸叔丁酯。最优过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、过氧化叔丁基戊酸酯中的一种或几种物质的混合物。

本发明所述的反应温度为120-250℃，优选150-200℃。这一温度范围是本发明的关键之一，反应温度低于120℃，反应转化率低；反应温度高于250℃，马来酸酐和聚异丁烯将加速分解。

本发明所述的反应时间为30-240分钟，优选90-120分钟。

本发明所述的引发剂与马来酸酐的摩尔比为1∶8-15，优选1∶10-12。

本发明所述的马来酸酐与聚异丁烯的摩尔比为1∶1-8，优选1∶3-5。

本发明制备的马来酸酐接枝聚异丁烯聚合物偶联剂，其接枝率可控制范围在1-80％，优选2-40％，最优选5-20％。

本发明所述的有机聚合物可以是聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙丙共聚物、乙烯-乙酸乙烯共聚物、工程塑料、聚酯、尼龙、橡胶、环氧树脂、酚醛树脂、不饱合树脂。

本发明所述的填充物可以是碳酸钙、玻璃、滑石、云母、高岭土、二氧化硅、二氧化钛、赤泥、粉煤灰、硅藻土、玻璃微珠、硫酸钡(钙)、石英粉、透闪石、氧化铝、硅灰石、炭黑、硅铝炭黑、水美石。