[发明专利]马来酸酐接枝聚丙烯、其制备方法及其应用

说明书

本发明涉及马来酸酐接枝聚丙烯、其制备方法及其应用，涉及塑料加工领域和高分子材料改性领域，涉及高接枝率、低小分子残留的马来酸酐接枝聚丙烯的制备方法。该方法采用双螺杆挤出机进行熔融接枝，配方按重量份数计包括以下组分：聚丙烯100份、马来酸酐0.1‑5份、引发剂0.01‑0.1份、接枝助剂0.1‑2.5份、抗氧剂0.1‑0.5份。本发明以苯乙烯/烯烃共聚物为接枝助剂，通过在熔融接枝的不同阶段导入不同的配方组分，可有效提高马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率，并且降低马来酸酐接枝聚丙烯的小分子残留。制成的马来酸酐接枝聚丙烯具有高接枝率、低小分子残留的优点。通过本发明的方法得到的马来酸酐接枝聚丙烯可用来制备应用于汽车零部件如汽车内饰等终端领域的聚丙烯复合材料。

技术领域

本发明涉及塑料加工领域和高分子材料改性领域，具体涉及一种高接枝率、低小分子残留的马来酸酐接枝聚丙烯的制备方法。通过本发明的方法得到的马来酸酐接枝聚丙烯可用来制备应用于汽车零部件如汽车内饰等终端领域的聚丙烯复合材料。

背景技术

聚丙烯是广泛应用的三大通用塑料之一，具有良好的力学性能和加工性能，且价格低廉。聚丙烯是非极性材料，在与玻璃纤维或矿物粉等极性材料共混制备复合材料时，因两者相容性差的问题导致复合材料性能不佳，影响其使用性能。在聚丙烯复合材料中添加马来酸酐接枝聚丙烯是解决相容性问题的有效方法之一，其操作简单、成本低廉，目前已被广泛应用。

马来酸酐接枝聚丙烯是以聚丙烯作为基材，以马来酸酐作为接枝单体，辅以其他接枝助剂，通过化学接枝改性将马来酸酐单体接枝到聚丙烯高分子链，从而得到马来酸酐接枝聚丙烯。常用的接枝方法有溶液法、熔融法和固相法等，其中熔融法因操作简单、加工成本低、生产连续化等优点，是目前最为广泛使用的接枝方法。

马来酸酐接枝率是马来酸酐接枝聚丙烯核心的技术指标之一，接枝率的高低直接影响着马来酸酐接枝聚丙烯性能的优劣。通常情况下，接枝率越高，马来酸酐接枝聚丙烯的反应活性越高，制备的聚丙烯复合材料性能也越好。由于聚丙烯复合材料广泛应用于汽车内饰、家用电器等终端领域，为避免材料在使用过程中的卫生安全问题，马来酸酐接枝聚丙烯中的小分子残留备受关注。通常在制备马来酸酐接枝聚丙烯的过程中，接枝效率不高，所添加的单体以及其他助剂往往都残留在产物中。因此，如何制备高接枝率、低小分子残留的马来酸酐接枝聚丙烯是行业亟待解决的难题。

发明专利CN1793190A公开了一种高接枝率的马来酸酐接枝聚丙烯的制备方法，其采用固相法，所制备的马来酸酐接枝聚丙烯具有接枝率高及生产成本低的优点，然而，其在接枝过程中采用二甲苯作为界面活性剂、以醋酸乙烯酯作为第二单体。有机溶剂的使用一方面不符合环保政策的要求，另一方面也不可避免地导致所制备的马来酸酐接枝聚丙烯中的小分子残留问题。发明专利CN102924661B公开了一种马来酸酐接枝聚丙烯材料，其通过使用助接枝单体和引入新的引发剂使得所制备的产品接枝率高、刺激性气味低。该专利所使用的引发剂为常用的过氧化物。上述专利的全部内容通过引用并入本文。另外，在马来酸酐接枝聚丙烯过程中，添加抗氧剂有助于调控接枝反应的激烈程度以及接枝产物颜色深浅等问题，如发明专利CN101885806A和发明专利CN108192027B中均在接枝配方中添加了抗氧剂。上述专利的全部内容通过引用并入本文。

本发明的目的是提供一种马来酸酐接枝聚丙烯制备方法，该马来酸酐接枝聚丙烯具有高接枝率、低小分子残留的优点。

为实现上述目的，本发明采用熔融接枝的制备方法。

发明内容

本发明人从接枝原理和实践结果意识到，抗氧剂和作为引发剂的过氧化物分解产生的自由基在接枝过程中将发生化学反应，抗氧剂捕捉自由基导致接枝率降低。为了提高接枝率，势必要加大过氧化物的添加量，而这将增加过氧化物或其分解产生的小分子在产物中的残留量。此外，助接枝单体的加入确实能提高马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率，然而助接枝单体的引入不可避免地造成了小分子单体在产物中的残留。