CN103694417A - 一种聚四氟乙烯与高密度聚乙烯共混增容剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种聚四氟乙烯与高密度聚乙烯共混增容剂的制备方法，本发明提供了一种聚四氟乙烯与高密度聚乙烯共混增容剂的制备方法：在马来酸酐接枝低密度聚乙烯相容剂HDPE-g-MAH上引入少量带双键的碳氟聚醚单体PAVE，生成聚马来酸酐和碳氟聚醚2种单体表面包覆高密度聚乙烯的接枝共聚物HDPE/MAH/PAVE，可作为相容剂以提高PE/PTFE聚合物的相容性。增容效果好于HDPE-g-MAH作为界面增容剂的效果，PTFE/HDPE共混体系可以在粉碎混合过程中充分的接触，分散的更均匀。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚四氟乙烯与高密度聚乙烯共混增容剂的制备方法。
背景技术
树脂材料具有突出的物理机械性能和化学稳定性能以及优异的电气绝缘性，在农业、国防工业等领域有着广泛的用途。而作为管材使用的HDPE以其优异的耐温度变化、耐磨损、耐腐蚀、无毒、质轻、价廉、成品制造使用以及安装维护程序简单费用低廉等优异性能受到人们的日益青睐。目前HDPE在各方面的使用量非常的大，几乎渗透到生活的各个层面，特别是在管材方面的应用已经达到了塑料管材使用量的第二位，仅仅次于PVC管材。但是，HDPE材料在性能上存在一些较为明显缺陷，尤其是其在物理力学性能方面，如拉伸强度偏低，强度较低，耐环境应力开裂性能差，冲击强度低，弯曲强度低等限制了它的使用。另外，HDPE管材不能承受较高的工作压力，因此其壁厚往往被做的很厚以增加承受能力。对HDPE材料进行改性是克服其在各项性能上的不足，尤其是韧性小的缺陷，进而扩大其应用范围。
CN102382352提供了HDPE/POE-g-MAH/介孔分子筛共混材料的组成及其制备方法，由下述成分按照质量比例配制成：HDPE50％-60％、介孔分子筛30％-40％、POE-g-MAH10％、抗氧剂(1010)0.15％、润滑剂(OPE)0.15％。本发明可有效的解决在使用中出现的例如容易变形、易破裂、使用年限短等缺点。自制POE-g-MAH的加入一定程度的改善了在使用过程中由于韧性不够产生的撕裂现象，润滑剂OPE的加入提高了HDPE/POE-g-MAH/介孔分子筛共混材料的加工性能。可用于管材等工程塑料的HDPE(高密度聚乙烯)/RHDPE(再生高密度聚乙烯)/POE-g-MAH/介孔分子筛共混材料。
CN102101922公开了一种耐磨热塑性无卤低烟膨胀型阻燃聚烯烃护套塑料及其制备方法，包括如下重量份数的组分：聚烯烃树脂50-80份，复配树脂0-20份，接枝料3-15份，无卤膨胀型阻燃剂10-60份，偶联剂0.5-3份，抗氧剂0.5-1.5份，纳米碳化硅1-10份。本发明热塑性无卤低烟膨胀型阻燃聚烯烃护套塑料及其制备方法，在共混体系中加入纳米碳化硅，提高了热塑性无卤低烟膨胀型阻燃聚烯烃护套塑料的耐磨性，能够满足恶劣环境下的正常使用需求，并且提高了其使用寿命。所说的接枝料为聚烯烃-马来酸酐接枝料、乙烯-醋酸乙烯共聚物、均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中一种或几种。
由于聚四氟乙烯的化学稳定性好，摩擦系数低(摩擦系数=0.05)，PTFE和HDPE熔融共混可用来研制适台于光缆保护套管所需的自润滑材料，但由于HDPE和PTFE的结构和极性相差较大，因而两者之间的相容性较小，简单共混时会造成共混体系的性能大幅度下降，加入聚烯烃-马来酸酐接枝料可部分改善相容性，但高分子聚合物之间相容性差，混合不均匀等缺点仍不能根本解决，影响了在工业装置中的使用效果.
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种聚四氟乙烯与高密度聚乙烯共混增容剂的制备方法。
在反应釜中，打入纯水，阻聚剂，加入一定量的分散剂，引发剂，马来酸酐接枝低密度聚乙烯相容剂HDPE-g-MAH，碳氟聚醚单体PAVE，升温至反应温度，待反应结束.烘干收袋，得到本专利产品粉体.
本发明在马来酸酐接枝低密度聚乙烯相容剂HDPE-g-MAH上引入少量带双键的碳氟聚醚单体PAVE，生成聚马来酸酐和碳氟聚醚2种单体表面包覆高密度聚乙烯的接枝共聚物HDPE/MAH/PAVE，可作为相容剂以提高PE/PTFE聚合物的 相容性。
本发明提供一种聚四氟乙烯与高密度聚乙烯共混增容剂的制备方法，通过以下步骤实现：
按重量份计，在反应釜中内加入300-1000份(优选500份)丙酮，将100份马来酸酐接枝低密度聚乙烯相容剂HDPE-g-MAH，0-20份(优选8份)碳氟聚醚单体PAVE混合，再加入0.05-1份过氧化物引发剂(优选0.2份)、搅拌均匀。然后从60-100℃(优选80℃)升温反应10-15h(优选10h)，反应结束后放料，烘干得到本专利产品.
所述的马来酸酐接枝低密度聚乙烯相容剂可使用市售产品，如：南京聚星高分子材料有限公司生产的JX-3马来酸酐接枝低密度聚乙烯相容剂。
所述的过氧化物引发剂优选过氧化苯甲酰。
所述的碳氟聚醚单体结构式如下：
XCF2CF2(OCFXCF2)nOCF=CF2
碳氟聚醚通式中，X是一个类的成员，包括氟，氯，氢，氯二氟甲基和全氟甲基，n是一个整数中的至少一个，至少两个的总和为1，p是整数的至少一种是一个整数，乙烯基中的碳原子的总数醚不超过24。
如：CF3OCF2CF2CF2OCF=CF2、CF3CF2CF2OCF2CF2CF2OCF=CF2、CF3(OCF2CF2CF2)2OCF=CF2、CF3CF2CF2(OCF2CF2CF2)2OCF=CF2、CF3(OCF2CF2CF2)3OCF=CF2、CF3CF2CF2(OCF2CF2CF2)3OCF=CF2、CF3(OCF2CF2CF2)4OCF=CF2、CF3CF2CF2(OCF2CF2CF2)4OCF=CF2。CF3(OCF2CF2)3OCF=CF2、CF3OCF2OCF2CF2OCF=CF2、CF3O(CF2O)2CF2CF2OCF=CF2、CF3O(CF2O)4CF2CF2OCF=CF2、CF3O(CF2O)3CF2CF2OCF=CF2、CF3O(CF2O)5CF2CF2OCF=CF2、CF3CF2CF2OCF2OCF=CF2、CF3CF2OCF2OCF=CF2等。 优化为：CF3CF2CF2(OCF2CF2CF2)3OCF=CF2、CF3(OCF2CF2CF2)4OCF=CF2、CF3OCF2OCF2CF2OCF=CF2。
本发明的有益效果：
1)聚马来酸酐和碳氟聚醚2种单体表面包覆高密度聚乙烯的接枝共聚物
HDPE/MAH/PAVE作为增容剂，增容效果好于HDPE-g-MAH作为界面增容剂的效果，PTFE/HDPE共混体系可以在粉碎混合过程中充分的接触，分散的更均匀。
2)烷基乙烯基醚中多羰基的引入，使PTFE/HDPE共混物分子间极性提高，使界面摩擦系数降低.
具体实施方式
以下实施例仅仅是进一步说明本发明，并不是限制本发明保护的范围。
本发明提供一种聚四氟乙烯与高密度聚乙烯共混增容剂的制备方法，通过以下步骤实现：
JX-3马来酸酐接枝低密度聚乙烯相容剂，南京聚星高分子材料有限公司生产。
按重量份计，在反应釜中内加入500份丙酮，将100份JX-3马来酸酐接枝低密度聚乙烯相容剂，8份CF3CF2CF2(OCF2CF2CF2)3OCF=CF2单体混合，再加入0.2份过氧化物苯甲酰、搅拌均匀。80。反应10-h，反应结束后放料，烘干，得到本专利产品.编号为SX-1。
实施例2
CF3CF2CF2(OCF2CF2CF2)3OCF=CF2单体重量份数为20份，其它同实施例1，得到本专利产品。编号为SX-2。
实施例3
CF3CF2CF2(OCF2CF2CF2)3OCF=CF2单体重量份数为5份，其它同实施例1，得到本专利产品。编号为SX-2。
实施例4
碳氟聚醚单体PAVE单体选用CF3(OCF2CF2CF2)4OCF=CF2，其它同实施例1。所得产品编号为SX-4。
实施例5
碳氟聚醚单体PAVE单体选用CF3(OCF2CF2CF2)4OCF=CF2，其它同实施例2。所得产品编号为SX-5。
实施例6
碳氟聚醚单体PAVE单体选用CF3(OCF2CF2CF2)4OCF＝CF2，其它同实施例3。所得产品编号为SX-6.
实施例7
碳氟聚醚单体PAVE单体选用CF3OCF2OCF2CF2OCF＝CF2，其它同实施例1。所得产品编号为SX-7.
实施例8
碳氟聚醚单体PAVE单体选用CF3OCF2OCF2CF2OCF=CF2，其它同实施例2。所得产品编号为SX-8.
实施例9
碳氟聚醚单体PAVE单体选用CF3OCF2OCF2CF2OCF=CF2，其它同实施例3。所得产品编号为SX-9.
.实施例10
CF3CF2CF2(OCF2CF2CF2)3OCF=CF2单体重量份数为0份，其它同实施例1。所得产品编号为SX-10.
实施例11
在高速混合机中加入84.7％wtHDPE，5％wt HDPE/MAH/PAVE增容剂，10％wt PTFE，0.15％wt抗氧剂，在双辊练塑机150℃开练，再加入0.15％wt的成核剂，在180℃，50MPa条件下热压制片，检测摩擦系数.
(摩擦系数按文献凌敬祥，林剑清，赵夕华.硅油/HDPE自润滑光缆保护套管的研制[J]厦门大学学报(自然科学版).2001，40(5)：1090-1094所述方法测定)
| 产品编号 | 摩擦系数 |
| SX-1 | 0.17 |
| SX-2 | 0.14 |
| SX-3 | 0.18 |
| SX-4 | 0.15 |
| SX-5 | 0.12 |
| SX-6 | 0.17 |
| SX-7 | 0.16 |
| SX-8 | 0.16 |
| SX-9 | 0.19 |
| SX-10 | 0.27 |
| HDPE树脂 | 0.33 |
因熔点相差较大，在该温度下PTFE不熔融化，仍为固体颗粒，PTFE粒子在塑料合金中呈“海岛结构”分布，摩擦面和塑料合金之间的摩擦，实际上是摩擦面在和露出“海平面的这些由PE颗粒组成的“海岛”相接触，所以两者之间的摩擦力可大大降低.HDPE/MAH/PAVE具有双层膜结构，在摩擦面上形成一层减摩擦润滑层，使PTFE/HDPE塑料合金具有良好的自润滑性能。
Claims (3)
1.一种聚四氟乙烯与高密度聚乙烯共混增容剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
按重量份计，在反应釜中内加入300-1000份丙酮，将100份马来酸酐接枝低密度聚乙烯相容剂HDPE-g-MAH，0-20份碳氟聚醚单体PAVE混合，再加入0.05-1份过氧化物引发剂、搅拌均匀。然后从60-100℃升温反应10-15h，反应结束后放料，烘干得到本专利产品。
2.一种聚四氟乙烯与高密度聚乙烯共混增容剂的制备方法，其特征在于，马来酸酐接枝低密度聚乙烯相容剂可使用市售产品。
3.一种聚四氟乙烯与高密度聚乙烯共混增容剂的制备方法，其特征在于，所述的碳氟聚醚单体结构式如下：
XCF2CF2(OCFXCF2)nOCF=CF2
碳氟聚醚通式中，X是一个类的成员，包括氟，氯，氢，氯二氟甲基和全氟甲基，n是一个整数中的至少一个，至少两个的总和为1，p是整数的至少一种是一个整数，乙烯基中的碳原子的总数醚不超过24。
如CF3OCF2CF2CF2OCF=CF2、CF3CF2CF2OCF2CF2CF2OCF=CF2、CF3(OCF2CF2CF2)2OCF=CF2、CF3CF2CF2(OCF2CF2CF2)2OCF=CF扑CF3(OCF2CF2CF2)3OCF=CF2、CF3CF2CF2(OCF2CF2CF2)3OCF=CF2、CF3(OCF2CF2CF2)4OCF=CF2、CF3CF2CF2(OCF2CF2CF2)4OCF=CF2。CF3(OCF2CF2)3OCF=CF2、CF3OCF2OCF2CF2OCF=CF2、CF3O(CF2O)2CF2CF2OCF=CF2、CF3O(CF2O)4CF2CF2OCF=CF2、CF3O(CF2O)3CF2CF2OCF=CF2、CF3O(CF2O)5CF2CF2OCF=CF2、CF3CF2CF2OCF2OCF=CF2、CF3CF2OCF2OCF=CF2。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019014667A (ja) * | 2017-07-05 | 2019-01-31 | Ａｇｃ株式会社 | ペルフルオロ（ポリオキシアルキレンアルキルビニルエーテル）の製造方法及び新規なペルフルオロ（ポリオキシエチレンアルキルビニルエーテル） |
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