CN101768306B - 高分子载体预分散有机硅烷助剂及其制备方法 - Google Patents

高分子载体预分散有机硅烷助剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101768306B
CN101768306B CN201010028017.XA CN201010028017A CN101768306B CN 101768306 B CN101768306 B CN 101768306B CN 201010028017 A CN201010028017 A CN 201010028017A CN 101768306 B CN101768306 B CN 101768306B
Authority
CN
China
Prior art keywords
organosilane
parts
predispersing
accessory ingredient
macromolecule carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201010028017.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN101768306A (zh
Inventor
包建军
郭玉海
卓坚锐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan University
Original Assignee
Sichuan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan University filed Critical Sichuan University
Priority to CN201010028017.XA priority Critical patent/CN101768306B/zh
Publication of CN101768306A publication Critical patent/CN101768306A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101768306B publication Critical patent/CN101768306B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/04—Particle-shaped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/397—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using a single screw
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/92704—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819—Location or phase of control
    • B29C2948/92857—Extrusion unit
    • B29C2948/92876—Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
    • B29C2948/92895—Barrel or housing

Abstract

本发明公开了一种高分子载体预分散有机硅烷助剂及其制备方法，其特点将聚合物55～99重量份、有机硅烷1～45重量份，加工助剂0～5重量份，抗氧剂0～2重量份加入密炼机或捏合机中于温度80～150℃混合5～10min，再转入单螺杆挤出机挤出造粒；或者将上述物料加入挤出机中于温度80～150℃混合挤出造粒。它具有提高产品质量，提高生产效率，减少有机硅烷用量，工艺简单，节能环保的优点。

Description

高分子载体预分散有机硅烷助剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子载体预分散有机硅烷助剂及其制备方法，属于高分子加工助剂领域。
技术背景
有机硅烷是一类具备有机官能团的硅烷，分子中含有可水解的基团，这些基团遇水形成硅醇Si-OH硅醇可以硅氧烷的形式与其他物质结合；同时含有有机官能团，如乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基或脲基等，以化学反应或分子间力的形式与聚合物结合。有机硅烷在不同物质的界面之间架起″分子桥″，把两种性质不同的材料连接在一起，使复合材料的机械性能、电学性能和抗老化性能得到显著提高，因此被称为硅烷偶联剂。
有机硅烷在聚合物工业中的常见应用方式是通过加工的方法(密炼、捏合、单螺杆挤出、双螺杆挤出等)与聚合物均匀混合，以达到使聚合物可以交联、改善聚合物与填料的结合、改变聚合物表面性质等作用。如将聚乙烯与有机硅烷混合、然后在适宜条件下交联，是制备交联聚乙烯的重要方法之一，在管材、电缆工业中有广泛的应用。
对于尺寸较小，形状规整而且没有化学活性的固体助剂而言，在线或直接添加到物料的加工过程中是一件较简单的事情；但是，对于通常为液态的有机硅烷，直接添加有不少的困难。最大的困难是，处于加工状态的熔融聚合物粘度远远高于有机硅烷，这样两种物料很难混合均匀。如果有机硅烷不能均匀分散，其效能很难充分发挥，同时会带来副作用。以交联聚乙烯的生产为例，如果有机硅烷交联剂分散不匀，会影响材料成型后的光洁度、平直性和使用寿命。
有机硅烷比较有竞争力的助剂形态应该是固态颗粒形式。硅烷偶联剂固态化的一种方法是合成含有机硅烷的高聚物。中国专利00127994.7，以苯乙烯、丙烯酸丁酯和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷为单体，合成了一种大分子偶联剂，可以有效提高界面结合强度，并实现界面结构的优化和调节。但是，这种方法的局限在于采用共聚制备大分子有机硅烷，受硅烷反应性的限制，只适用含有聚合基团(如双键)的少数硅烷，没有普适性。
一种可行的固态化的方式是制备有机硅烷预分散产品。在预分散助剂(母粒)相关专利和研究中，部分涉及了有机硅烷的使用。中国专利200610123106.6公布了一种典型的功能增强母粒组成，由以下成分按重量比组成，线型低密度聚乙烯(LLDPE)：10～16％，无机增强剂：40～80％，硬脂酸：0.5～1％，硬脂酸钙：0.5～1％，硅烷偶联剂：1～2％，聚乙烯蜡：1～2％，相溶剂：0.5～3％，晶须：5～40％，其它助剂：1～1.5％。类似的还有中国专利200610012872.5、200710000830.4、200510065489.1、200810124186.6、200710000824.9和200710027466.0，都使用了含量不等的有机硅烷。这些专利的共同点都是将有机硅烷作为填料粒子与聚合物载体的偶联剂使用，以改善功能填料的分散和结合，含有机硅烷量都很少，一般在0.1％～1.5％之间，也不能做硅烷母粒使用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种高分子载体预分散有机硅烷助剂及其制备方法。其特点是，以聚合物为载体，有机硅烷与适量抗氧剂及加工助剂采用密炼、捏合、挤出等方法均匀混合造粒，得到预分散产品。该助剂能够保证与聚合物混合均匀、提高偶联效率、缩短混炼时间、提高生产效率、减少有机硅烷用量。
本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。
高分子载体预分散有机硅烷助剂由以下组分组成：
Figure GSB00000651510600021
其中，加工助剂和抗氧剂可以同时为零。
聚合物为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、低分子量聚乙烯、无规聚丙烯和聚烯烃弹性体中的至少一种。
有机硅烷为有机官能团的硅烷，通式Y(CH2)nSiX3，其中，n＝0～3；X为甲基、乙基、氯基、甲氧基、乙氧基和乙酰氧基中至少一种；Y为氢、卤素、C1～C10烷基、乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基、硫氰基、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基、双-(3-γ-三乙氧基硅基丙基)、甲氧基、乙氧基、苯胺甲基或脲基中的任一种。
加工助剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、乙烯-醋酸乙烯蜡、乙烯-丙烯酸蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸镁和硬脂酸锌中的至少一种。
加工助剂和抗氧剂是本领域技术人员熟知的添加剂，可以共同使用，其前提条件是这些添加剂对本发明的实现及优良效果的取得不产生不利影响。
抗氧剂可选用癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)酯、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯、四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5二叔丁基-4羟基苄基)苯、双(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)硫醚、硫代二丙酸双十八碳醇酯、亚磷酸三(十六碳醇)酯、亚磷酸三(2，4-二特丁基苯基)酯和季戊四醇双亚磷酸酯二(2，4-二特丁基苯基)酯。
高分子载体预分散有机硅烷助剂的制备方法包括以下三种：
(1)采用密炼机混合：将聚合物55～99份，有机硅烷1～45份，抗氧剂0～2份和加工助剂0～5份依次加入密炼机中，在温度80～150℃下密炼5～10min，使之混合均匀，再装入单螺杆挤出机挤出造粒，获得高分子载体预分散有机硅烷助剂；或
(2)采用捏合机混合：将聚合物55～99份，有机硅烷1～45份，抗氧剂0～2份和加工助剂0～5份依次加入捏合机中，在温度80～150℃下捏合5～10min，使之混合均匀，再装入单螺杆挤出机挤出造粒，获得高分子载体预分散有机硅烷助剂；或
(3)采用挤出机混合：将聚合物55～99份，有机硅烷1～45份，抗氧剂0～2份和加工助剂0～5份依次加入设置了液体加料器的双螺杆挤出机中，在温度80～150℃混合均匀挤出造粒，获得高分子载体预分散有机硅烷助剂。
本发明明显有如下优点：
1.在注塑或挤出的喂料过程中，预分散助剂可以加入待加工的聚合物中，在热和剪切的作用下进行塑化、熔融、混合，以获得预期的效果；
2.依据使用有机硅烷和聚合物的品种，该功能助剂可用于交联聚合物管、线或薄膜，改善聚烯烃的粘结和印刷性能，提高填料共混聚合物的物理性能，或对特定聚合物起到增强或改性的作用；
3.相对液体硅烷，使用预分散产品能够保证混合均匀、提高偶联效率、缩短混炼时间、提高生产效率、减少有机硅烷用量，在工艺上和经济上都有很高的价值。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例
1.将乙烯-醋酸乙烯共聚物(VA含量32％，MI 150)99份，胺基丙基三甲氧基硅烷1份、癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)酯2份，加入高速捏合机中于温度80℃充分混匀，再装入单螺杆螺杆挤出机中(L/D＝20)于温度80～110℃挤出造粒，获得高分子载体预分散有机硅烷助剂。
2.将乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(BA含量30％，MI 2)55份、氧化聚乙烯蜡8份、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷35份、β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯0.5份，硬脂酸锌0.5份，硬脂酸0.25份，加入高速捏合机于温度110℃混匀，再装入单螺杆挤出机(L/D＝20)于温度110～130℃挤出造粒，获得高分子载体预分散有机硅烷助剂。
3.将乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(BA含量30％，MI 2)55份、无规聚丙烯2份、β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯0.5份、硬脂酸锌0.5份，加入双螺杆挤出机，并利用液体加料器用侧喂料的方式直接加入γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷45份，挤出温度110～140℃，混合、挤出造粒，获得高分子载体预分散有机硅烷助剂。
4.将乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(MA含量21％，MI 6)65份、聚烯烃弹性体5份、乙烯基三甲氧基硅烷25份、四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯0.5份，硬脂酸钙2份，加入密炼机中于温度110℃充分混匀，再装入单螺杆挤出机(L/D＝20)于温度110～140℃挤出造粒，获得高分子载体预分散有机硅烷助剂。
5.将乙烯-醋酸乙烯共聚物(VA含量18％，MI 3)75份、低密度聚乙烯8.5份、聚乙烯蜡6.5份、四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯1份，季戊四醇双亚磷酸酯二(2，4-二特丁基苯基)酯0.5份、硬脂酸锌1份，加入高速混合机中，于温度150℃混合均匀。然后在设置了液体加料器的同向双螺杆挤出机(L/D＝36)上挤出，挤出温度150℃。利用液体加料器用侧喂料的方式直接加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷15份。风冷模面切粒，获得高分子载体预分散有机硅烷助剂。
6.将乙烯-醋酸乙烯共聚物(VA含量18％，MI 3)80份，加入设置了液体加料器的同向双螺杆挤出机(L/D＝36)上挤出，挤出温度125℃。利用液体加料器用侧喂料的方式直接加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷25份。风冷模面切粒，获得高分子载体预分散有机硅烷助剂。

Claims (2)

1.一种高分子载体预分散有机硅烷助剂，由以下方法制备而成：
将乙烯-丙烯酸乙酯共聚物55份、氧化聚乙烯蜡8份、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷35份、β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯0.5份，硬脂酸锌0.5份，硬脂酸0.25份，加入高速捏合机于温度110℃混匀，再装入单螺杆挤出机于温度110～130℃挤出造粒，获得高分子载体预分散有机硅烷助剂，其中所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量为30％，MI为2，单螺杆挤出机的L/D=20，以上各原料按重量份计。
2.一种高分子载体预分散有机硅烷助剂，由以下方法制备而成：
将乙烯-丙烯酸丁酯共聚物55份、无规聚丙烯2份、β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯0.5份、硬脂酸锌0.5份，加入双螺杆挤出机，并利用液体加料器用侧喂料的方式直接加入γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷45份，挤出温度110～140℃，混合、挤出造粒，获得高分子载体预分散有机硅烷助剂，其中所述乙烯-丙烯酸丁酯共聚物中丙烯酸丁酯的含量为30％，MI为2，以上各原料按重量份计。
CN201010028017.XA 2010-01-05 2010-01-05 高分子载体预分散有机硅烷助剂及其制备方法 Expired - Fee Related CN101768306B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010028017.XA CN101768306B (zh) 2010-01-05 2010-01-05 高分子载体预分散有机硅烷助剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010028017.XA CN101768306B (zh) 2010-01-05 2010-01-05 高分子载体预分散有机硅烷助剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101768306A CN101768306A (zh) 2010-07-07
CN101768306B true CN101768306B (zh) 2014-03-26

Family

ID=42501423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010028017.XA Expired - Fee Related CN101768306B (zh) 2010-01-05 2010-01-05 高分子载体预分散有机硅烷助剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101768306B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103408849B (zh) * 2013-08-29 2015-07-15 宁波硫华聚合物有限公司 偶联剂预分散母胶粒及其制备方法
CN110509447A (zh) * 2018-05-22 2019-11-29 邹先云 一种橡胶助剂预分散母胶粒的生产线及其生产流程

Also Published As

Publication number Publication date
CN101768306A (zh) 2010-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102643480B (zh) 防静电合金复合材料、制备方法
CN102443226B (zh) 无卤阻燃pvc弹性料的生产方法
CN104559033A (zh) 低光泽耐热abs树脂组合物及其制备方法
CN101585214A (zh) 一种可交联聚乙烯电缆料的制备方法
CN103862589B (zh) 一种熔融共混制备聚酰胺基导热复合材料的方法
CN111040296B (zh) 一种高机械性能的聚烯烃组合物及其制备方法
CN105175924A (zh) 一种抗静电母粒和含有该母粒的pc合金及其制备方法
CN102030959B (zh) 一种硅烷交联的动态硫化热塑性弹性体
CN102219959B (zh) 用于汽车保险杠的复合材料及其制备方法
CN104610714A (zh) 一种聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复合材料及其制备方法
CN100549081C (zh) 一种聚乙烯交联物及由其改性的聚丙烯组合物
CN102617974B (zh) 一种abs/埃洛石复合材料及其制备方法
CN108164914A (zh) 一种微发泡注塑abs复合材料及其制备方法
CN102604404A (zh) 一种木粉填充聚丙烯与聚乙烯的复合材料及制备方法
CN104231628A (zh) 一种高强度聚苯硫醚增强增韧复合材料及其制备方法
CN101768306B (zh) 高分子载体预分散有机硅烷助剂及其制备方法
CN113150566B (zh) 一种高熔指高模量沥青混合料添加剂及其制法和应用
CN103102692B (zh) 无卤阻燃硅橡胶/改性聚酰胺热塑性弹性体及其制备方法
CN109096777A (zh) 一种色母粒及制作方法
CN101857694A (zh) 用于直接混合注塑的无机矿物填充母料及生产工艺
CN105462064A (zh) 一种聚丙烯/聚乙烯/木纤维复合材料及其制备方法
CN1487013A (zh) 聚乙烯轮胎包装膜着色母粒及其制备方法
CN103709710B (zh) 加工性能优异的pc/abs合金材料及其制备方法
CN105885173A (zh) 一种硅烷交联绝缘料专用色母及其制备方法
CN101735509A (zh) 微－纳米碳化硅/聚丙烯复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140326

Termination date: 20170105

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee