CN102399407A - 一种改性含氟加工助剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改性含氟加工助剂的制备方法，将氟弹性体、引发剂过氧化二异丙苯、接枝单体甲基丙烯酸环氧丙酯混合，得到改性氟弹性体，再和聚(氧化烃)聚合物反应得到改性含氟加工助剂；所述的氟弹性体为四氟乙烯、六氟丙烯、偏二氟乙烯的三元共聚物，或者偏二氟乙烯和六氟丙烯的二元共聚物；该改性含氟加工助剂有效地增加了氟弹性体与金属的粘结时间，降低了氟弹性体的使用量，增加了含氟弹性体与聚(氧化烃)聚合物的相容性，改善了树脂的加工性能。
Description
技术领域：
本发明涉及一种改性含氟加工助剂的制备方法。
背景技术：
近年来，随着聚烯烃和工程热塑性树脂应用领域的扩展，对聚烯烃和工程热塑性树脂加工助剂的研究和产品日趋增多，促进新颖、高效的加工助剂迅速发展。含氟聚合物加工助剂(PPA)是新的一代加工助剂，它是由氟聚合物弹性体改进而来的，具有优异的改善加工性能的能力，是正在发展中的高效、优质、实用的新一类助剂。
聚合物材料所具有的某些粘弹性特征在熔融加工时可能会在成品中造成不利的缺陷，这在某些可挤出型聚合物的挤出工艺中特别明显，所述聚合物在该挤出工艺下具有临界剪切速率，超过该临界剪切速率时挤出物的表面出现熔体缺陷。熔体缺陷通常被称为熔体破裂，其表现为挤出物表面粗糙，表面光泽丧失，其严重的形式表现为大约横贯挤出方向的脊。
国内外各个公司的含氟加工助剂组分不同，总的来说是一个或多个氟代烯烃的共聚物或氟代烯烃与其他烯烃的共聚物，如偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的二元共聚物或三元共聚物，偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯与乙烯或丙烯的共聚物。专利CN1566203提供了一种溶解覆载化工艺制备含氟流变改性剂方法，将氟橡胶溶解于复合溶剂中，该复合溶剂可同时溶解其它功能助剂，覆载于复配的载体树脂上，再进行微粉化处理，得到的含氟流变改性剂改善了树脂的加工性能。专利CN1721470发明了一种含氟聚合物基母料及其在聚烯烃挤出中的应用，特别适用于挤出膜形式的聚烯烃。还有的是与其他聚合物如聚氧化乙烯、无机物等复配，形成组分更为多样的聚合物的复配物。专利CN1878831中采用偏二氟乙烯和至少一种其它单体的均共聚单元的含氟聚合物与聚(氧化烃)聚合物进行混合得到一种可熔融加工型组合物，解决了与可熔融加工型聚合物的组合物相关的熔融加工问题。
由于在聚合物加工过程中，随着挤出反应的进行，附着在金属表面的含氟加工助剂逐渐减少，需要补充含氟加工助剂，这样增加了含氟加工助剂的使用量，增加了生产成本。与此同时，在加入到挤出材料之前，一般采用聚(氧化烃)聚合物和含氟聚合物进行熔融共混，混合无法非常紧密。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种改性含氟加工助剂的制备方法，通过对氟弹性体进行接枝反应，得到改性的氟弹性体，利用该弹性体制备的改性含氟加工助剂(MPPA)，有效地增加了氟弹性体与金属的粘结时间，降低了氟弹性体的使用量，增加了含氟弹性体与聚(氧化烃)聚合物的相容性，改善了树脂的加工性能。
本发明的制备方法如下：
(1)改性氟弹性体的制备方法
将氟弹性体、引发剂过氧化二异丙苯(DCP)和接枝单体甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)混合，加入双螺杆挤出机中，挤出温度为190～210℃，挤出速度20-50r/min，将挤出物粉碎，用丙酮抽提8-14小时，将未反应单体抽提出去，然后将粉末放入真空干燥箱中干燥备用，即可得到改性氟弹性体。
按重量份计，氟弹性体100份，引发剂过氧化二异丙苯为0.1～0.5重量份，接枝单体甲基丙烯酸环氧丙酯为1～6重量份。
所述的氟弹性体为四氟乙烯、六氟丙烯、偏二氟乙烯的三元共聚物，按重量份计，四氟乙烯45～65重量份，六氟丙烯15～35重量份，偏二氟乙烯10～30重量份；或者偏二氟乙烯和六氟丙烯的二元共聚物，偏二氟乙烯60～85重量份，六氟丙烯15～40重量份。
(2)改性含氟加工助剂的制备方法
在50～100℃条件下，将改性氟弹性体和聚(氧化烃)聚合物在密炼机中进行密炼3～5分钟，即可得到改性含氟加工助剂。
以重量份计，改性氟弹性体100重量份，聚(氧化烃)聚合物0.5～100重量份。
该改性含氟加工助剂有效地增加了氟弹性体与金属的粘结时间，降低了氟弹性体的使用量，增加了含氟弹性体与聚(氧化烃)聚合物的相容性，改善了树脂的加工性能。
具体实施方式：
实施例1
含氟弹性体(四氟乙烯/六氟丙烯/偏二氟乙烯(50/25/25重量比))质量为200g，引发剂过氧化二异丙苯(DCP)为0.6g，接枝单体甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)为6g。按照上述配方，将氟弹性体、DCP和GMA混合好，加入双螺杆挤出机中，挤出温度为190℃，挤出速度30r/min。然后将挤出物粉碎，用丙酮抽提12小时，将未反应单体抽提出去，然后将粉末放入真空干燥箱中干燥备用，即可得到改性氟弹性体。称取改性氟弹性体100g，聚乙二醇100g，在70℃条件下在密炼机中进行密炼3～5分钟，即可得到改性含氟加工助剂(MPPA)。
将MPPA粉料以300ppm有效成分与HDPE混合，在哈克流变仪上进行挤出试验，挤出时间与挤出扭矩、机头压力、熔体破裂现象试验结果见下表。
实施例2
含氟弹性体(偏二氟乙烯/六氟丙烯(60/40重量比))质量为200g，引发剂过氧化二异丙苯(DCP)为0.4g，接枝单体甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)为6g。按照上述配方，将氟弹性体、DCP和GMA混合好，加入双螺杆挤出机中，挤出温度为200℃，挤出速度30r/min。然后将挤出物粉碎，用丙酮抽提12小时，将未反应单体抽提出去，然后将粉末放入真空干燥箱中干燥备用，即可得到改性氟弹性体。称取改性氟弹性体100g，聚乙二醇100g，在70℃条件下在密炼机中进行密炼3～5分钟，即可得到改性含氟加工助剂(MPPA)。
将MPPA粉料以300ppm有效成分与高密度聚乙烯(HDPE)混合，在哈克流变仪上进行挤出试验，挤出时间与挤出扭矩、机头压力、熔体破裂现象试验结果见下表。
实施例3
含氟弹性体(偏二氟乙烯/六氟丙烯(80/20重量比))质量为200g，引发剂过氧化二异丙苯(DCP)为0.4g，接枝单体甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)为6g。按照上述配方，将氟弹性体、DCP和GMA混合好，加入双螺杆挤出机中，挤出温度为200℃，挤出速度30r/min。然后将挤出物粉碎，用丙酮抽提12小时，将未反应单体抽提出去，然后将粉末放入真空干燥箱中干燥备用，即可得到改性氟弹性体。称取改性氟弹性体100g，聚乙二醇50g，在70℃条件下在密炼机中进行密炼3～5分钟，即可得到改性含氟加工助剂(MPPA)。
将MPPA粉料以300ppm有效成分与高密度聚乙烯(HDPE)混合，在哈克流变仪上进行挤出试验，挤出时间与挤出扭矩、机头压力、熔体破裂现象试验结果见下表。
对比实例1
含氟弹性体(四氟乙烯/六氟丙烯/偏二氟乙烯(50/25/25质量比))质量为100g，聚乙二醇100g，在70℃条件下在密炼机中进行密炼3～5分钟，即可得到改性含氟加工助剂(PPA)。
将PPA粉料以300ppm有效成分与HDPE混合，在哈克流变仪上进行挤出试验，挤出时间与挤出扭矩、机头压力、熔体破裂现象试验结果见下表。
对比实例2
含氟弹性体(偏二氟乙烯/六氟丙烯(60/40质量比)质量为100g，聚乙二醇100g，在70℃条件下在密炼机中进行密炼3～5分钟，即可得到改性含氟加工助剂(PPA)。
将PPA粉料以300ppm有效成分与HDPE混合，在哈克流变仪上进行挤出试验，挤出时间与挤出扭矩、机头压力、熔体破裂现象试验结果见下表。
对比实例3
含氟弹性体(偏二氟乙烯/六氟丙烯(80/20质量比)质量为100g，聚乙二醇50g，在70℃条件下在密炼机中进行密炼3～5分钟，即可得到改性含氟加工助剂(PPA)。
将PPA粉料以300ppm有效成分与HDPE混合，在哈克流变仪上进行挤出试验，挤出时间与挤出扭矩、机头压力、熔体破裂现象试验结果见下表。
| 扭矩降低，％ | 机头压力降低，％ | 熔体破裂消除时间，min | |
| 实施例1 | 15.5 | 9.3 | 12 |
| 实施例2 | 13 | 8.2 | 15 |
| 实施例3 | 15 | 9.0 | 13 |
| 对比实例1 | 11.3 | 7.9 | 18 |
| 对比实例2 | 10 | 7.5 | 25 |
| 对比实例3 | 11 | 7.7 | 20 |
Claims (4)
1.一种改性含氟加工助剂的制备方法，其特征在于：
(a)将氟弹性体、引发剂过氧化二异丙苯和接枝单体甲基丙烯酸环氧丙酯混合，加入双螺杆挤出机中，挤出温度为190～210℃，挤出速度20-50r/min，将挤出物粉碎，用丙酮抽提8-14小时，将未反应单体抽提出去，然后将粉末放入真空干燥箱中干燥，即得到改性氟弹性体；
(b)在50～100℃条件下，将改性氟弹性体和聚(氧化烃)聚合物在密炼机中进行密炼3～5分钟，即得到改性含氟加工助剂。
2.根据权利要求1所述的一种改性含氟加工助剂的制备方法，其特征在于：以重量份计，氟弹性体100重量份，引发剂过氧化二异丙苯0.1～0.5重量份，接枝单体甲基丙烯酸环氧丙酯1～6重量份。
3.根据权利要求1所述的一种改性含氟加工助剂的制备方法，其特征在于：所述的氟弹性体为四氟乙烯、六氟丙烯、偏二氟乙烯的三元共聚物，以重量份计，四氟乙烯45～65重量份，六氟丙烯15～35重量份，偏二氟乙烯10～30重量份；或者偏二氟乙烯和六氟丙烯的二元共聚物，偏二氟乙烯60～85重量份，六氟丙烯15～40重量份。
4.根据权利要求1所述的一种改性含氟加工助剂的制备方法，其特征在于：以重量份计，改性氟弹性体100重量份，聚(氧化烃)聚合物0.5～100重量份。
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