CN101037495A - 乙烯－醋酸乙烯酯接枝马来酸酐的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及乙烯－醋酸乙烯酯接枝马来酸酐的方法。该方法是：1)将乙烯－醋酸乙烯酯、马来酸酐、过氧化物引发剂、抗氧剂按重量份配比配料，用丙酮溶解后，于高速混合机内混合均匀；2)挤出工艺：物料混合均匀后，将溶剂完全挥发，将物料投到双螺杆挤出机中，挤出温度为170－240℃，主机转数为120r/min～400r/min，反应1～3分钟，经牵条、冷却、切粒，粒料于400～500℃下真空干燥8～12h。通过该方法可获得乙烯－醋酸乙烯酯接枝马来酸酐。采用本方法制备的乙烯－醋酸乙烯酯接枝马来酸酐可以作为高分子相容剂和增韧剂，用于提高复合材料的界面相容性，对生产设备要求低，效率高。

Description

乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐的方法
技术领域：本发明涉及高分子材料接枝技术方法领域，特别涉及一种乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐的方法。
背景技术：乙烯-醋酸乙烯酯耐热性能好，填充能力大，具有良好的加工性能及优良的耐候性，乙烯-醋酸乙烯酯的性能主要取决于共聚物中醋酸乙烯酯的含量和熔体流动速率。由于乙烯-醋酸乙烯酯是由无极性、结晶性的乙烯单体和强极性、非结晶性的醋酸乙烯单体聚合而成的热塑性塑料，与极性树脂和非极性树脂均有良好的相容性。但其固有的乙酸基基团所形成空间障碍，使其结晶度和玻璃化温度与聚烯烃有了较大的差别，并且影响了其热稳定性、老化性能及其它物理力学性能。所以，乙烯-醋酸乙烯酯与极性聚合物和无机填料相容性仍有待改善。
发明内容：本发明目的在于提供一种乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐的方法，提高了乙烯-醋酸乙烯酯与极性聚合物和无机填料的相容性。乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐，可用作高分子相容剂和增韧剂。本发明采用的技术方案是：
1)将乙烯-醋酸乙烯酯、马来酸酐、过氧化物引发剂、抗氧剂按重量份配比配料，用丙酮溶解后，于高速混合机内混合均匀，重量份配比为：
乙烯-醋酸乙烯酯                    100份
马来酸酐                           0.4～2.4份
过氧化物引发剂                     0.04～0.14份
抗氧剂                             0.1～0.6份
丙酮                               0.4～2.4份
2)挤出工艺：物料混合均匀后，将溶剂完全挥发，将物料投到双螺杆挤出机中，挤出温度为170-240℃，主机转数为120r/min～400r/min，反应1～3分钟，经牵条、冷却、切粒，粒料于400～500℃下真空干燥8～12h。
所述的过氧化物引发剂是过氧化二叔丁基或过氧化二异丙苯。
所述的抗氧剂是[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(即抗氧剂1010)。
选用马来酸酐作为接枝单体，其优点是：马来酸酐单体在接枝条件下不会形成长的接枝链，其一避免了聚烯烃的整体性能下降；其二避免了接枝物的极性过大，造成与聚烯烃相的粘结能力下降；其三防止了由于单体的均聚而降低接枝效率。
本方法采用反应挤出熔融接枝法，具有操作工艺简单，设备投资少，可连续化作业，生产成本低，但熔融接枝反应中的副反应很严重，这就需要对引发剂的选择与用量和反应挤出工艺条件等诸多因素进行研究。通过试验本发明采用过氧化二叔丁基或过氧化二异丙苯作为引发剂；挤出工艺为：挤出温度为170-240℃，主机转数为120r/min～400r/min，反应1～3分钟。
下面通过实验室试验对引发剂和马来酸酐单体的用量进一步验证：
试验例1
取100份的乙烯-醋酸乙烯酯、0.3份抗氧剂1010、1.0份的马来酸酐、按表1取过氧化二叔丁基，用1.0份丙酮溶解后，于高速混合机内混合均匀，物料混合均匀后，将溶剂完全挥发，将物料投到双螺杆挤出机中，挤出温度为200℃，主机转数为300r/min，反应1～3分钟，经牵条、冷却、切粒，粒料于400～500℃下真空干燥8～12h，结果见表1。
                                      表1
  马来酸酐   过氧化二叔丁基   颜色   气味   光滑程度   熔体流动速率(g/10min)
  1.0   0.04   白色   稍有刺激   光滑均匀   4.20
  1.0   0.06   白色   气味较轻   光滑均匀   3.74
  1.0   0.08   白色   无刺激气   光滑均匀   3.40
  1.0   0.10   白色   无刺激气   光滑均匀   3.19
  1.0   0.12   黄色   无刺激气   较光滑   2.77
  1.0   0.14   黄色   无刺激气   粗糙节竹状   2.04
从结果看，过氧化物引发剂的用量以0.08～0.1份为优选。
试验例2
取100份的乙烯-醋酸乙烯酯、0.3份抗氧剂1010、按表2取马来酸酐、0.1份过氧化二叔丁基，用2.4份丙酮溶解后，于高速混合机内混合均匀，物料混合均匀后，将溶剂完全挥发，将物料投到双螺杆挤出机中，挤出温度为200℃，主机转数为300r/min，反应1～3分钟，经牵条、冷却、切粒，粒料于400～500℃下真空干燥8～12h，结果见表2。
                                        表2
  马来酸酐   过氧化二叔丁基   颜色   气味   光滑程度  熔体流动速率(g/10min)
  0.4   0.10   白色   无刺激气   较光滑  2.65
  0.8   0.10   白色   无刺激气   光滑均匀  3.00
  1.2   0.10   白色   无刺激气   光滑均匀  3.24
  1.6   0.10   发黄   稍有刺激   光滑均匀  3.39
  2.0   0.10   黄色   稍有刺激   光滑均匀  3.45
  2.4   0.10   黄色   刺激性气   光滑均匀  3.65
从结果看，马来酸酐的用量以0.8～1.2份为优选。
本发明的有益效果是：本发明通过极性单体马来酸酐对乙烯-醋酸乙烯酯进行接枝反应，可以在乙烯-醋酸乙烯酯分子链上引入极性基团，改进乙烯-醋酸乙烯酯的性能，使其成为聚烯烃与其他极性聚合物或无机填料的增容剂，既扩大了乙烯-醋酸乙烯酯的应用，又提高了乙烯-醋酸乙烯酯的附加值。可用作高分子相容剂和增韧剂。本发明可用于提高复合材料的界面相容性，用于聚合物合金的增容剂和高分材料与无机材料的相容剂，如阻燃材料等。如乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐可以改善无机阻燃剂Mg(OH)2与低密度聚乙烯的复合性能：悬臂梁冲击可达31.84KJ/m2、拉伸强度17.34Mpa、断裂伸长率216.7％；与没有接枝的乙烯-醋酸乙烯酯相比性能有大幅度提高。产品的综合性能较好，有广阔的应用前景。本发明对设备要求不高，由于可连续化作业，反应效率较高，所得产品的接枝率可达0.5％～2％，熔体流动速率可以达到2.04～4.2g/10min。
具体实施方式：
实施例1
1)将100份乙烯-醋酸乙烯酯、0.4份马来酸酐、0.1份过氧化二叔丁基、0.3份抗氧剂1010，用0.4份丙酮溶解后，于高速混合机内混合均匀，
2)挤出工艺：物料混合均匀后，将溶剂完全挥发，将物料投到双螺杆挤出机中，挤出温度为170℃，主机转数为120r/min，反应1～3分钟，经牵条、冷却、切粒，粒料于400℃下真空干燥8h。接枝率为0.85％，熔体流动速率2.65g/10min。
实施例2
1)将100份乙烯-醋酸乙烯酯、2.4份马来酸酐、0.1份过氧化二异丙苯、0.6份抗氧剂1010，用2.4份丙酮溶解后，于高速混合机内混合均匀，
2)挤出工艺：物料混合均匀后，将溶剂完全挥发，将物料投到双螺杆挤出机中，挤出温度为240℃，主机转数为400r/min，反应1～3分钟，经牵条、冷却、切粒，粒料于500℃下真空干燥12h。接枝率为0.97％，熔体流动速率3.65g/10min。
实施例3
1)将100份乙烯-醋酸乙烯酯、1.2份马来酸酐、0.1份过氧化二叔丁基、0.3份抗氧剂1010，用1份丙酮溶解后，于高速混合机内混合均匀，
2)挤出工艺：物料混合均匀后，将溶剂完全挥发，将物料投到双螺杆挤出机中，挤出温度为200℃，主机转数为300r/min，反应1～3分钟，经牵条、冷却、切粒，粒料于450℃下真空干燥10h。接枝率为0.80％，熔体流动速率3.24g/10min。
实施例4
将实施例3的方法得到的乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐，应用于无机阻燃机Mg(OH)2与低密度聚乙烯体系，按表3配方(重量份数)取物料，按常规工艺制得的无卤阻燃低密度聚乙烯电缆料，其物理性能指标见表3
                                                  表3
  原料   1#   2#   3#   4#   5#   6#   7#   8#
  配方   低密度聚乙烯   100   100   95   90   85   80   75   70
  Mg(OH)2   130   130   130   130   130   130   130   130
  硅烷偶联剂   0   1.2   1.2   1.2   1.2   1.2   1.2   1.2
  本发明   0   0   5   10   15   20   25   30
  测试结果   悬臂梁冲击KJ/m2   6.87   10.97   15.70   19.80   22.4   30.17   31.82   31.84
拉伸强度MPa 13.55 14.66 16.71 18.43 19.95 18.86 18.00 17.34
  断裂伸长率％   86.96   110.94   140.73   162.85   197.65   201.4   214.4   216.7

Claims (3)

1、一种乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐的方法，其特征在于该方法包括以下各步骤：
1)将乙烯-醋酸乙烯酯、马来酸酐、过氧化物引发剂、抗氧剂按重量份配比配料，加入丙酮溶解，于高速混合机内混合均匀，重量份配比为：
乙烯-醋酸乙烯酯              100份
马来酸酐                     0.4～2.4份
过氧化物引发剂               0.04～0.14份
抗氧剂                       0.1～0.6份
丙酮                         0.4～2.4份
2)挤出工艺：物料混合均匀后，将溶剂挥发，将物料投到双螺杆挤出机中，挤出温度为170-240℃，主机转数为120r/min～400r/min，反应1～3分钟，经牵条、冷却、切粒，粒料于400～500℃下真空干燥8～12h。。
2、根据权利要求1所述的乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐的方法，其特征在于所述的过氧化物引发剂是过氧化二叔丁基或过氧化二异丙苯。
3、根据权利要求1所述的乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐的方法，其特征在于所述的抗氧剂是[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
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