[发明专利]基于拉伸流变技术马来酸酐接枝聚烯烃相容剂的制备方法

说明书

本发明公开一种基于拉伸流变技术马来酸酐接枝聚烯烃相容剂的制备方法，包括如下步骤：①预混：将聚烯烃、引发剂、马来酸酐、第二单体聚苯乙烯、抗氧剂、润滑剂等加入高混机预混合；②接枝反应：将预混合的物料加入到拉伸流变塑化挤出设备，通过熔融自由基接枝反应将马来酸酐单体接枝到聚烯烃树脂的分子链上。通过本发明方法制备马来酸酐接枝聚烯烃相容剂，能显著降低引发剂等助剂的添加比例，同时可抑制PE接枝过程中交联和PP接枝过程中的降解等副反应。这种工艺制备的相容剂，不仅活性组分含量远远超出双螺杆挤出机制备的产品，而且将残留的低分子产物降到了最低水平，符合当下高分子材料加工行业对VOC的严苛要求。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种基于拉伸流变技术马来酸酐接枝聚烯烃相容剂的制备方法。本发明高分子材料的加工设备是华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心瞿金平教授最新发明专利——基于拉伸流变的高分子材料塑化输运方法及设备（专利号CN100496927C）。其与传统的螺杆塑化设备相比，具有低能耗、弱剪切、输送能力强、混合分散均匀等特点。

背景技术

聚烯烃材料具有原料来源丰富、价格低廉、加工成型方便、综合性能好等许多优点，已经成为目前市面上产量最大、应用最广的一类高分子材料，广泛应用于汽车、家电、包装等领域。但由于聚烯烃是非极性聚合物，与极性聚合物（尼龙、聚酯类树脂等）、极性填料（玻纤、碳纤、钢丝）不相容。为了提高聚烯烃的极性，常用的改性方法是用马来酸酐这类极性单体接枝到聚烯烃主链上来提高基体的极性。尤其是熔融自由基接枝法，由于其操作简单经济，适合于工业化生产而成为目前采用的主要方法。

美国专利5，955，547报道了采用连续加工的方法，将熔融的聚丙烯（PP）与熔融的马来酸酐（MAH）在双螺杆挤出机中混合，然后加入自由基引发剂，混合造粒。该方法制备的马来酸酐接枝聚丙烯，具有较高的分子量和酸值，数均分子量为20000万以上，酸值为4.5以上。美国专利6，228，948报道了在双螺杆挤出机各段采用不同的工艺参数及条件，将聚丙烯、马来酸酐加入挤出机中，待熔融后加入引发剂，马来酸酐反应接枝到聚丙烯分子链上，制得接枝率2%以上的聚丙烯接枝物。

不过，由于双螺杆挤出机自身结构的限制，物料的能量传递、停留时间及其分布不能难以从根本上适应反应挤出要求，使得其在反应挤出制备的过程中存在严重的副反应。在聚丙烯熔融接枝MAH过程中, PP·大分子自由基选择β断裂还是选择与MAH接枝是一对竞争反应。自由基浓度低,接枝率低,自由基浓度高,不仅不会提高接枝率，而且还造成严重的降解。而在聚乙烯（PE）熔融接枝MAH过程中, PE 在过氧化物、MAH 的作用下会发生交联反应，从而造成接枝物的粘度大幅度增加，流变性能差，挤出困难，接枝过程中的交联副反应对产物的性能影响也很大。为了抑制副反应，并同时提高接枝率，通常加入苯乙烯(St)这一富电子类型 的第一辅助单体或季戊四醇三丙烯酸酯第二单体。然而该体系也存在一定的局限性，比如PP体系中190℃下固定MAH含量为5phr，引发剂含量较低时(≤0.3phr)，苯乙烯抑制降解的作用有限，引发剂含量较高时(≥0.5phr)，苯乙烯的加入反倒增加了降解，又比如PE体系PE/DCP/MAH/St体系主要的副反应是聚乙烯的交联，而苯乙烯对聚乙烯交联的抑制作用同样有限。

因此,在过氧化物引发下对聚烯体熔融接枝MAH体系, 由于反应加工设备双螺杆挤出机自身结构的限制，如何得到高接枝率产物的同时又能抑制聚烯烃的降解或交联副反应,并保证聚烯烃的本身特性不致改变过多,这些关键问题至今依然没有很好地解决。

发明内容

针对现有的技术不足，本发明的目的在于提供一种基于拉伸流变技术马来酸酐接枝聚烯烃相容剂的制备方法，其引发剂用量少、残留低分子产物少、接枝率高、降解或交联副反应少。

为了实现上述目的，本发明基于拉伸流变技术马来酸酐接枝聚烯烃相容剂的制备方法，具体步骤 如下：