[发明专利]一种功能化聚烯烃及其制备方法

说明书

本发明公开了一种功能化聚烯烃材料及其制备方法，利用第一类引发剂固相降解聚烯烃，然后利用第二类引发剂实现功能单体在聚烯烃的接枝，制备的功能化聚烯烃材料接枝率高，在聚烯烃与其它聚合物的合金材料等领域具有巨大的应用价值。采用固相法制备功能化聚烯烃材料，一方面能够去除残留的引发剂和功能单体，减少界面活性剂的回收，另一方面所述方法不会改变聚烯烃材料原有外形，减少了制备工艺，降低了生产成本，适宜大规模工业化生产。

技术领域

本发明属于高分子材料合成与应用领域，具体涉及一种功能化聚烯烃材料及其制备方法。

背景技术

聚烯烃材料，以聚乙烯和聚丙烯为主，作为通用树脂广泛应用于汽车，家电，个人护理等各个领域。但是，聚烯烃材料为非极性材料，分子结构上表现为没有极性基团（如羟基，羧基等）或功能基团（如马来酸酐，环氧基团等），导致耐寒性差、低温易脆断、染色性和粘结性差、抗蠕变性能差，这使得聚烯烃材料的应用受到了一定的局限。

功能化聚烯烃是指含有功能基团或链段的聚烯烃材料，极性或功能基团的存在改善了聚烯烃材料在染色粘结等方面的多种性能，大大扩大了聚烯烃材料的使用范围。例如，功能化聚烯烃材料制备的薄膜将具有更佳的阻隔性能和亲水性能。目前，功能化聚烯烃可通过化学接枝(悬浮接枝、溶液接枝、熔融接枝、固相接枝、气相接枝)、机械接枝、光接枝等方法合成。CN1793190 公开了一种高接枝率的马来酸酐接枝聚丙烯的制备方法，在聚丙烯粉料、马来酸酐单体、引发剂过氧化二苯甲酰、界面活性剂二甲苯的反应体系中，采用冷凝回流界面活性剂二甲苯的技术手段，提高界面活性剂作用效率，马来酸酐接枝率达到 2.0%~3.5%。专利CN104592452 A公开了一种熔融接枝制备高接枝率聚丙烯改性料的方法，在170℃~190℃的温度下，先通过有机过氧化物对聚丙烯进行降解使其高分子链断裂，然后再采用熔融接枝的方法将极性单体接枝到聚丙烯分子主链上，从而显著提高接枝率，但是该方法温度过高，除了有机过氧化物对聚丙烯产生降解作用，过高的温度也会导致聚丙烯自身降解明显，从而产生副反应，另外过高的温度也会导致单体挥发，且熔融接枝聚丙烯基体内残留的单体、引发剂难以去除，从而影响改性聚丙烯的用途。专利CN106279544 A公开了一种超细粒径聚烯烃固相接枝制备接枝聚合物的方法，通过加入平均粒径为20μm～300μm的聚丙烯、界面活性剂、有机过氧化物以及接枝单体大大提高单体接枝率，且工艺简单，无需溶剂回收，但是该方法一次加入全部物料在搅拌过程中很容易产生单体的自聚发生副反应。

传统PP功能化接枝的方法原理均是首先利用过氧化物在高分子链上形成大分子自由基，然后引发功能单体聚合形成功能化聚烯烃材料。但是，过氧化物和功能单体的共同加入，使得过氧化物引发的聚烯烃降解和功能单体接枝两过程同时进行，无法确保功能单体的接枝效率，工艺不稳定且难以调节。特别是在熔融接枝工艺中，温度高反应时间短，功能单体反应不完全，极易造成大量单体残留在聚烯烃材料中，使得产品具有刺激性气味，限制了功能化聚烯烃的大规模应用。

因此，为提升功能化聚烯烃材料的使用性能，亟需开发新型功能化聚烯烃材料及其新制备工艺。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种功能化聚烯烃及其制备方法，制得的功能化聚烯烃材料功能基团接枝率高，聚烯烃降解情形大大抑制，提升了功能化聚烯烃材料的使用性能，相比于现有方法能够有效控制聚烯烃的降解或交联，减小材料中功能单体分子和引发剂的残留，且工艺简单，适于工业化生产。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种功能化聚烯烃材料，它是由下述重量份数的原料制成的：聚烯烃100份，界面活性剂10～300份，第一类引发剂2~20份，第二类引发剂1~15份，功能单体50~150份；

所述功能化聚烯烃材料分子结构通式如下：