CN101096402A - 一种扩链增韧剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种扩链增韧剂及其制备方法，该扩链增韧剂的组份与含量(重量份)包括：聚烯烃聚合物100，接枝剂2～5，引发剂0.1～1.0，阻聚剂0.10～0.20，抗氧剂0.2；该扩链增韧剂的制备方法包括选择聚烯烃聚合物、接枝剂高速混合，加入引发剂、阻聚剂、抗氧化剂等，使用双螺杆挤出机，自然排气口堵死，真空排气，整个螺杆组合使用弱组合，使用水环式切粒机组，在适当温度下挤出成形。与现有技术相比，本发明具有工艺简单，可以连续进行生产等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种扩链增韧剂及其制备方法，尤其涉及与含有酯基、酰胺基和羟基基团的高聚物材料，例如尼龙、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯等，在混炼、挤出中进行反应的高聚物。
背景技术
在含有酯剂、酰胺基和羟基基团的高聚物材料，例如尼龙、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯等，在混炼、挤出、注塑等工序加工中，由于热、氧、水气的介质的作用，会产生大分子降解，造成材料性能的下降，甚至严重到不可使用的程度。如何最大限度的提高或恢复降解的高分子材料的性能特别是提高冲击韧性已经成为重要的研究领域。许多单位进行过扩链剂的研究，但技术成果和专利并不多，真正实现商品化的更是少之又少。
根据《科技成果信息》2001年第二期报道，我国某院校在化工部的资助下，研究开发了尼龙树脂扩链剂和扩链技术，以热稳定性好的多官能团化合物为扩链剂，使大分子发生偶支化反应提高聚合物的分子量，使尼龙制品的物理机械性能大幅度提高。扩链反应通常用反应挤出技术完成，取得的数据如下：
| 树脂名称 | 扩链前相对粘度 | 扩链后相对粘度 |
| 尼龙6 | 2.2-2.4 | 2.9-6.0 |
| 尼龙66 | 2.2-2.4 | 2.9-5.3 |
| 废尼龙66 | 2.6 | 3.1-4.2 |
此技术只是作为新工艺、新技术发表，没有申请专利。也没有报道具体产品的物理机械性能指标。
华东理工大学承担的国家‘863’项目——PET塑料回收，已经通过了科技部的专家验收。该技术采用低温固相加工与反应挤出技术，加入增韧橡胶、扩链剂等其他助剂，使PET/PC合金成为了一种高性能、应用前景良好的新型高分子合金材料。据报道专家评论认为该新型材料的制备是废弃高分子材料的再生利用和塑料二次加工技术的两大创新。未见具体数据和是否申请了专利。很明显材料的增韧效果是通过后加入橡胶等弹性体来实现的。也未见提供具体性能指标。
2003年SPE会议上介绍了Clariant(科莱恩)母料公司的反应型助剂CESA-Extend，作用为使PET分子长链支化，不需要经反应器固相反应便能提高回收PET的特性粘度，加入CESA-Extend扩链剂后，PET分子量升至新PET树脂相当的分子量，同时不降低机械性能、热性能和结晶性。通过双螺杆挤出机加入CESA-Extend，PET不需要在高真空下予以干燥，只产生少量的凝胶。它的另一作用和优点，是改进回收PET与其他聚酯、聚碳酸酯和尼龙配混时的相容性，该添加剂是美国Johson聚合物LLC公司提供的特殊功能丙烯酸齐聚物，和Clariant共同拥有该产品的专利技术。有信息披露CESA-Extend的有效成分是环氧官能苯乙烯/丙烯酸共聚物。据报道CESA-Extend能与PC、PA、POM、TPU和PBT等聚合物共混物发生缩聚反应，但是用于PET最为有效，用于尼龙效果最差。能与之反应的基团包括酰胺基、异氰酸酯基、羧酸酯基和羟基。
CESA-Extend提高回收PET树脂的熔体强度，足以满足PET的挤出吹塑、甚至达到挤出吹模工艺的要求，特性粘度为0.75的为干燥回收PET与3％的CESA-Extend反应挤出后，特性粘度升至0.78，而在同样不抽真空和相同起始树脂和挤出工艺条件下，不加扩链剂的回收PET特性粘度降至0.543。特性粘度0.558回收PET加2％CESA-Extend经双螺杆挤出后特性粘度提高为0.673，若加3％，则可升至0.720。
美国庄臣(johnson)聚合物有限公司在中国推出的产品牌号为ADR-4368，其环氧物当量285g/mol，分子量为6800g/mol，含有甲基丙烯酸缩水甘油脂GMA(终端产品中残存量为5mg/kg)，经分析该产品中有相当多的苯乙烯成分。经我公司试用确有良好效果。产品中的增韧效果未作报道。
从上述资料可以分析出，研发和市售的扩链剂都是有两种以上的多功能基团聚合而成，相对而言，工艺比较复杂；其次是用这种扩链剂，能较大幅度的提高改性树脂的拉伸强度、弯曲强度，但是由于这种扩链剂不含有改善冲击强度的弹性体树脂，所以对提高材料的抗冲击强度作用不明显，特别是回收高分子材料冲击强度低是一个非常重要的致命缺陷
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种工艺简单、可以连续进行生产的扩链增韧剂及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种扩链增韧剂，其特征在于，该扩链增韧剂的原料配方包括：
| 组份 | 重量份 |
| 聚烯烃聚合物 | 100 |
| 接枝剂 | 2-5 |
| 引发剂 | 0.1-1.0 |
| 阻聚剂 | 0.10-0.20 |
| 抗氧剂 | 0.2 |
所述的聚烯烃聚合物包括PE、POE。
所述的接枝剂包括甲基丙烯酸缩水甘油脂。
所述的引发剂包括过氧化物引发剂。
所述的阻聚剂包括二甲基类化合物。
所述的抗氧化剂包括受阻酚类抗氧剂。
一种扩链增韧剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下工艺步骤：选择聚烯烃聚合物100(重量份)、接枝剂2-5(重量份)高速混合，加入引发剂0.1-1.0(重量份)、阻聚剂0.10-0.20(重量份)、抗氧剂0.2(重量份)，采用双螺杆挤出机，自然排气口堵死，真空排气，整个螺杆组合使用弱组合，使用水环式切粒机组，在一定温度下挤出成形。
所述的挤出温度范围为：
| 一区(二、三段) | 二区(四、五段) | 三区(六、七段) | 四区(八、九段) | 机头 |
| 165-170℃ | 175-180℃ | 185-190℃ | 192-198℃ | 195℃ |
所述的螺杆转速150～200转/分钟。
与现有技术相比，本发明的特点是，本技术生产的产品为活性单体甲基丙烯酸缩水甘油脂接枝聚烯烃弹性体高聚物，此类接枝高聚物和含有酯基、酰胺基和羟基基团的高聚物材料，例如尼龙、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯等，在混炼、挤出中和上述高聚物进行反应，不但可以把聚烯烃弹性体和基体高分子材料通过化学键结合在一起，而且也可以把部分降解断链的基体大分子重新连接起来，在提高系统材料冲击韧性的同时也相对提高材料的其他机械强度。这是上述专利技术所没有的。
本发明中其制备工艺的独特之处还在于接枝工艺比较简单，使用双螺杆挤出机可以连续进行生产，也是一般合成工艺无法相比的。
具体实施方式
以下结合具体实施例来说明本发明所涉及的方法和工艺，
实施例1
①配方
| 原料 | 重量份 |
| 高密度聚乙烯 | 100 |
| 甲基丙烯酸缩水甘油脂 | 3 |
| 过氧化二异丙苯过氧化物 | 0.25 |
| 二甲基亚砜 | 0.15 |
| 抗氧剂1010 | 0.20 |
②混料工艺：
聚烯烃聚合物、接枝剂→高速混合(1-2分钟)→加入引发剂、阻聚剂、抗氧剂等(混合5-7分钟)→放料(备用)。
③反应设备
使用TE-65双螺杆挤出机，L/D＝32∶1 自然排气口堵死；真空排气系统畅通，真空度0.04MPa；整个螺杆组合使用弱组合，禁用90°捏合盘，使用45°、60°窄捏合盘；使用水环式切粒，机头不得有死角。
④挤出工艺条件
挤出机机筒设置温度：℃
| 一区(二、三段) | 二区(四、五段) | 三区(六、七段) | 四区(八、九段) | 机头 |
| 168℃ | 175℃ | 188℃ | 195℃ | 195℃ |
螺杆转速180转/分钟。
实施例2
①配方
| 原料名称 | 配比PHR |
| 乙烯-辛烯共聚物 | 100 |
| 甲基丙烯酸缩水甘油脂 | 2 |
| 过氧化苯甲酰 | 1. |
| 二甲基苯酚 | 0.10 |
| 抗氧剂1010 | 0.20 |
②混料工艺：
聚烯烃聚合物、接枝剂→高速混合(1-2分钟)→加入引发剂、阻聚剂、抗氧剂等(混合5-7分钟)→放料(备用)。
③反应设备
使用TE-65双螺杆挤出机，L/D＝32∶1自然排气口堵死；真空排气系统畅通，真空度0.04MPa；整个螺杆组合使用弱组合，禁用90°捏合盘，使用45°、60°窄捏合盘；使用水环式切粒，机头不得有死角。
④挤出工艺条件
挤出机机筒设置温度：℃
| 一区(二、三段) | 二区(四、五段) | 三区(六、七段) | 四区(八、九段) | 机头 |
| 165℃ | 175℃ | 185℃ | 192℃ | 195℃ |
螺杆转速150转/分钟。
实施例3
①配方
| 原料名称 | 配比PHR |
| 低密度聚乙烯 | 100 |
| 甲基丙烯酸缩水甘油脂 | 5 |
| 过氧化苯甲酸叔丁酯 | 0.10 |
| 二甲基苯酚 | 0.2 |
| 抗氧剂1010 | 0.20 |
②混料工艺：
聚烯烃聚合物、接枝剂→高速混合(1-2分钟)→加入引发剂、阻聚剂、抗氧剂等(混合5-7分钟)→放料(备用)。
③反应设备
使用TE-65双螺杆挤出机，L/D＝32∶1自然排气口堵死；真空排气系统畅通，真空度0.04MPa；整个螺杆组合使用弱组合，禁用90°捏合盘，使用45°、60°窄捏合盘；使用水环式切粒，机头不得有死角。
④挤出工艺条件
挤出机机筒设置温度：
| 一区(二、三段) | 二区(四、五段) | 三区(六、七段) | 四区(八、九段) | 机头 |
| 170℃ | 180℃ | 190℃ | 198℃ | 195℃ |
螺杆转速200转/分钟。
Claims (9)
1.一种扩链增韧剂，其特征在于，该扩链增韧剂的原料配方包括：
2.根据权利要求1所述的一种扩链增韧剂，其特征在于，所述的聚烯烃聚合物包括PE、POE。
3.根据权利要求1所述的一种扩链增韧剂，其特征在于，所述的接枝剂包括甲基丙烯酸缩水甘油脂。
4.根据权利要求1所述的一种扩链增韧剂，其特征在于，所述的引发剂包括过氧化物引发剂。
5.根据权利要求1所述的一种扩链增韧剂，其特征在于，所述的阻聚剂包括二甲基类化合物。
6.根据权利要求1所述的一种扩链增韧剂，其特征在于，所述的抗氧化剂包括受阻酚类抗氧剂。
7.一种扩链增韧剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下工艺步骤：选择聚烯烃聚合物100(重量份)、接枝剂2-5(重量份)高速混合，加入引发剂0.1-1.0(重量份)、阻聚剂0.10-0.20(重量份)、抗氧剂0.2(重量份)，采用双螺杆挤出机，自然排气口堵死，真空排气，整个螺杆组合使用弱组合，使用水环式切粒机组，在一定温度下挤出成形。
8.根据权利要求7所述的扩链增韧剂的制备方法，其特征在于，所述的挤出温度范围为：
9.根据权利要求7所述的扩链增韧剂的制备方法，其特征在于，所述的螺杆转速150～200转/分钟。
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| CNA2006100282056A CN101096402A (zh) | 2006-06-27 | 2006-06-27 | 一种扩链增韧剂及其制备方法 |
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| CNA2006100282056A CN101096402A (zh) | 2006-06-27 | 2006-06-27 | 一种扩链增韧剂及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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|---|---|---|---|---|
| CN103113707A (zh) * | 2011-11-16 | 2013-05-22 | 深圳金大全科技有限公司 | 一种塑料液体、粉末或颗粒增韧剂及其加工方法 |
| CN106632906A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-05-10 | 无锡市明盛强力风机有限公司 | 一种扩链增韧剂及其制备方法 |
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2006
- 2006-06-27 CN CNA2006100282056A patent/CN101096402A/zh active Pending
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Open date: 20080102 |