[发明专利]一种高热稳定性的氯化聚丙烯及其制备方法

说明书

本发明提供一种高热稳定性的氯化聚丙烯及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：将聚丙烯溶解在溶剂中，加入自由基引发剂，通入氯气进行氯化反应，反应速率降低时加入自由基分解促进剂，继续进行反应，反应至氯化聚丙烯中氯含量达到20～45％后，加入自由基终止剂终止反应，得氯化后的反应液；将所述氯化后的反应液除去溶剂，烘干、造粒，得到高热稳定性的氯化聚丙烯。该制备方法可以将氯化聚丙烯产品中自由基引发剂的残留量控制在100ppm以下，而且提高了氯化聚丙烯产品的热稳定性，降低了产品的色泽。

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种高热稳定性的氯化聚丙烯及其制备方法。

背景技术

聚丙烯作为全球第二大通用塑料，全球每年的消费量超过6000万吨。由于聚丙烯为非极性低表面能的塑料，其在涂饰和粘接中，油墨、涂料或胶粘剂的附着力非常差，因此聚丙烯基材附着力促进剂——氯化聚丙烯发挥着重要作用。

然而，在存储和使用过程中，特别是在高温条件下，氯化聚丙烯会发生脱氯化氢反应，使得色泽加深、物性下降等；而且，如果不及时清除脱除的氯化氢，这些氯化氢又会进一步催化脱氯反应。由于环氧化合物可以和氯化氢反应，从而抑制脱氯的自动催化。因此，为了提高氯化聚丙烯的热稳定性并抑制脱氯的进一步发生，通常在氯化聚丙烯中加入环氧大豆油、乙二醇缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚等环氧化合物稳定剂。然而，环氧化合物稳定剂的加入产生了新的问题，一方面，将同时含有氯化聚烯烃和环氧化大豆油或甘油的缩水甘油醚的油墨或粘接剂涂布到聚烯烃系树脂基材上时，使得树脂基材粘接性下降、涂膜浑浊、热稳定性降低、保存稳定性降低等等；另一方面，缩水甘油醚等低分子量环氧化合物诱变性强，在安全性上存在一定的问题。

为了提高氯化聚丙烯的热稳定性，专利文献CN104185650B报道了：以α-烯烃环氧化物和/或α，ω-烯烃环氧化物作为氯化聚丙烯的热稳定剂，使得其粘接性优异、稳定性优异，可以用于涂料、底漆、油墨、粘接剂、热封剂等领域，安全性较高。但是，该反应中环氧化合物稳定剂的加入量需要高达5～12wt％才能实现较好的热稳定性。

因此，迫切需要从其它角度解决氯化聚丙烯的热稳定性问题。

发明内容

为此，本发明的发明目的是提供一种高热稳定性的氯化聚丙烯，进而提供其制备方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

第一方面，本发明提供一种高热稳定性的氯化聚丙烯，所述氯化聚丙烯中自由基引发剂的含量小于100ppm。

第二方面，本发明提供一种上述高热稳定性的氯化聚丙烯的制备方法，包括以下步骤：

将聚丙烯溶解在溶剂中，加入自由基引发剂，通入氯气进行氯化反应，反应速率降低时加入自由基分解促进剂，继续进行反应，反应至氯化聚丙烯中氯含量达到20～45％优选25～36％后，加入自由基终止剂终止反应，得氯化后的反应液；将所述氯化后的反应液除去溶剂，烘干、造粒，得到高热稳定性的氯化聚丙烯。

加入自由基分解促进剂，能够减少自由基引发剂的加入量。一方面，当自由基引发剂产生的初级自由基浓度降低后，实时监测到反应速率下降，加入自由基分解促进剂可以提高反应速率，降低反应体系中残留的自由基引发剂含量。另一方面，引发剂加入过量导致体系中自由基浓度过高(特别是反应前期)，导致分子链的交联和降解增加，导致初级自由基和大分子自由基的偶合终止等副反应发生的几率也增加。将反应体系中自由基浓度控制在保证反应速率的合理范围内，可以避免上述副反应的发生。

反应至氯化聚丙烯中氯含量达到20～45％优选25～36％后，加入自由基终止剂，不但可以立即终止氯化反应，并且可以消耗反应液中残留的自由基引发剂，从而减低氯化聚丙烯在后续高温干燥过程中发生脱氯反应。

氯化聚丙烯中氯含量(即：氯在氯化聚丙烯中的质量分数)在20～45％优选25～36％的范围内时，所制备得到的氯化聚丙烯产品性能能满足下游应用要求。