CN104628971A - 超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物及其制备方法，超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物包括以下重量份数的各成分：聚丙烯10～40份、乙烯-α-辛烯共聚物90～60份、马来酸酐1～3份、引发剂0.1～1份和液体助剂0.5～1份；超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物的制备方法包括：将原料放入高速混合机中混合5-10分钟，通过主喂料计量后加入到双螺杆挤出机中，反应1～2分钟，经过牵条、冷却、切粒，得到产品。本发明具有高接枝率、低气味、凝胶含量低、马来酸酐残余量低；超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物作为尼龙增韧剂，其增韧效果显著提高，同时大幅度降低生产成本。

Description

超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料改性领域，特别指一种超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，高分子材料改性和合金化技术已经得到了广泛的应用，为了使其能更好地满足不同的客户需求，对高分子增韧剂产品技术要求提出了挑战。

尼龙6的增韧工作自20世纪70年代以来一直是尼龙改性的重要课题，美国、西欧、日本先后开发了各种牌号的高抗冲尼龙合金。尼龙是比较容易形成合金的树脂，合适的相容剂是形成韧性尼龙的关键。乙烯-α-辛烯共聚物(POE)是一种采用限定几何构型茂金属催化剂技术的新型聚烯烃热塑性弹性体。尼龙与POE共混可以相互取长补短，获得所需要的使用性能。但尼龙与乙烯-α-辛烯接枝共聚物属不相容体系，而POE接枝马来酸酐能显著改善尼龙与POE间的相容性和界面粘结性。常规的POE接枝共聚物会使尼龙拉伸强度和弯曲强度有明显的下降，从而影响最终制品的性能。

聚丙烯性能优点：密度小，刚性硬度高，原料来源广泛，易佳功成型；产品综合性能优良。聚丙烯与乙烯-α-辛烯共聚物具有良好的相容性，采用聚丙烯共混乙烯-α-辛烯共聚物作为接枝原料是值得研究的课题。

目前常用来制备聚烯烃接枝共聚物的方法有溶液法、辐照法、机械力法和熔融法等，溶液法所用反应装置复杂，需用到大量溶剂，不利于环保且不便于大规模生产；辐照法多在聚合物表面发生反应，需要辐照设备，且反应也不均匀；机械力法反应接枝率很低；熔融接枝法反应简单，操作工艺简单，设备投资少，可连续化作业，生产成本低。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物。

本发明是这样实现上述技术问题之一的：一种超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物，包括以下重量份数的各成分：聚丙烯10～40份、乙烯-α-辛烯共聚物90～60份、马来酸酐1～3份、引发剂0.1～1份和液体助剂0.5～1份。

进一步地，所述引发剂为过氧化二异丙苯。

进一步地，所述液体助剂为白油。

进一步地，所述乙烯-α-辛烯共聚物的熔融指数为0.5～1。

进一步地，所述聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种所述的超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物。

本发明是这样实现上述技术问题之二的：一种所述的超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物，包括以下步骤：

(1)按重量份分别称取聚丙烯10～40份、乙烯-α-辛烯共聚物90～60份、马来酸酐1～3份、引发剂0.1～1份和液体助剂0.5～1份，备用；

(2)将除引发剂外的其它原料放入高速混合机中混合3～10min，通过主喂料计量后加入到双螺杆挤出机中；引发剂通过侧喂料计量后加入到双螺杆挤出机中进行混合、造粒，得到产品。

进一步地，所述双螺杆挤出机从加料口到机头的各段螺杆温度为140℃～210℃，螺杆转速控制为250～400r/min，螺杆长径比为36:1～52:1。

进一步地，所述双螺杆挤出机的各段螺杆温度分别为：

一段 二段 三段 四段 五段 六段 七段 八段 九段 十段 机头140℃ 160℃ 180℃ 200℃ 210℃ 210℃ 210℃ 200℃ 190℃ 190℃ 180℃

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本发明的优点在于：本发明具有高接枝率、低气味、凝胶含量低、马来酸酐残余量低；超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物作为尼龙增韧剂，其增韧效果显著提高，同时大幅度降低生产成本，增韧后的尼龙可广泛应用于交通、电子电器、消费品、机械工业和其他行业。

具体实施方式

一种超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物，包括以下重量份数的各成分：聚丙烯10～40份、乙烯-α-辛烯共聚物90～60份、马来酸酐1～3份、引发剂0.1～1份和液体助剂0.5～1份。

所述引发剂为过氧化二异丙苯，过氧化二异丙苯的外观为白色至淡黄色粉末或固体，重量百分含量大于等于98％，熔点45℃-55℃，活性氧含量9.45％。所述液体助剂为白油；所述聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯。所述乙烯-α-辛烯共聚物的熔融指数为0.5～1，乙烯-α-辛烯共聚物树脂是低流动性的。马来酸酐作为接枝单体，其纯度高于99％，为无色结晶体，有刺激性气味，凝固点52.8℃，沸点202℃。

所述超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物，包括以下步骤：

(1)按重量份分别称取聚丙烯10～40份、乙烯-α-辛烯共聚物90～60份、马来酸酐1～3份、引发剂0.1～1份和液体助剂0.5～1份，备用；

(2)将除引发剂外的其它原料放入高速混合机中混合3～10min，通过主喂料计量后加入到双螺杆挤出机中；引发剂通过侧喂料计量后加入到双螺杆挤出机中进行混合、造粒，得到产品即接枝共聚物。

所述双螺杆挤出机从加料口到机头的各段螺杆温度为140℃～210℃，螺杆转速控制为250～400r/min，螺杆长径比为36:1～52:1。

其中，双螺杆挤出机各段螺杆温度分别为：

分段  一段 二段 三段 四段 五段 六段 七段 八段 九段 十段 机头加工温度℃ 140 160 180 200 210 210 210 200 190 190 180

各段螺杆组合及其相应温度的设置，使得混合物在挤出机中充分参与反应，从而得到高接枝率、低残留的产品。

为更清楚地描述本发明，特举如下实施例，各实施例的原料及配比情况如表1所示：

表1

原料名称	聚丙烯	乙烯-α-辛烯共聚物	马来酸酐	过氧化二异丙苯	白油
						实施例1	/	100g	1.5g	0.8g	1g
实施例2	10g	90g	1.5g	0.8g	1g
						实施例3	20g	80g	1.5g	0.8g	1g
实施例4	30g	70g	1.5g	0.8g	1g
						实施例5	40g	60g	1.5g	0.8g	1g
实施例6	30g	70g	1g	0.1g	0.5g
						实施例7	30g	70g	2g	0.8g	1g
实施例8	30g	70g	3g	1g	1g

所用聚丙烯的产商为美国埃克森嵌段共聚聚丙烯，牌号7032E3；乙烯-α-辛烯共聚物的产商为美国陶氏公司，牌号8150；所用顺丁烯二酸酐即马来酸酐产商为苏州合成化工有限公司生产，其纯度≥99.5％；过氧化二异丙苯产商为阿克苏诺贝尔公司生产；所用液体助剂为上虞市正源油品化工有限公司生产的工业级白油；其中，实施例1为不添加聚丙烯，由乙烯-α-辛烯共聚物制得的接枝物。

针对上述各实施例的制备方法如下：

将原料放入高速混合机中混合5-10分钟，通过主喂料计量后加入到双螺杆挤出机中，反应1～2分钟，经过牵条、冷却、切粒，得到产品。其中，螺杆转速在250～350转/分钟，各段螺杆温度温度140～210℃，具体如下表2：

表2

分段	一段	二段	三段	四段	五段	六段	七段	八段	九段	十段	机头
												加工温度℃	140	160	180	200	210	210	210	200	190	190	180

实施例1制得的接枝物及实施例2-8制得的接枝共聚物的接枝率和熔体流动速率测试结果如表3所示：

表3

将实施例1制得的接枝物及实施例2-8制得的接枝共聚物应用于尼龙6(聚酰胺6)树脂中，具体如下：

原料：尼龙6(聚酰胺6，牌号YH-800)，岳阳巴陵华兴石化有限公司；

硅烷偶联剂(KH-560)，南京向前化工有限公司。

将尼龙6(经干燥)、实施例1-5制得的接枝共聚物以及硅烷偶联剂，按表4配方(重量份数)取物料，倒入高速搅拌桶中混合5分钟，取料，通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出温度为200～240℃，螺杆转速为400转/分钟，经冷却、切粒、干燥后得到成品，各配方制得的成品物理性能指标见表4。

表4

由表4可知，1#～8#配方使得尼龙6的缺口冲击强度得到大幅度的提升，特别是2#、3#、4#配方得到的尼龙6缺口冲击强度接近甚至超过1#配方所得的尼龙6，而即由实施例2、实施例3、实施例4制得的接枝共聚物添加到尼龙6中，使得尼龙6缺口冲击强度接近甚至超过，添加由乙烯-α-辛烯共聚物制得的接枝物(即由实施例1得到的接枝物)的尼龙6，因此可以减少乙烯-α-辛烯共聚物的用量，使用价格更加低廉的聚丙烯来降低原料成本。同样地，实施例4制得的接枝共聚物在常温下对于尼龙6增韧效果好，刚性也好，相同加工条件下，产能增加，这是因为将实施例4制得的接枝共聚物应用到尼龙6中，聚丙烯分散效果好，使尼龙6增韧效果显著提高，同时大幅度降低成本，更加适应激烈的市场竞争环境。

Claims (8)

1.一种超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物，其特征在于：包括以下重量份数的各成分：聚丙烯10～40份、乙烯-α-辛烯共聚物90～60份、马来酸酐1～3份、引发剂0.1～1份和液体助剂0.5～1份。

2.如权利要求1所述的超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物，其特征在于：所述引发剂为过氧化二异丙苯。

3.如权利要求1所述的超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物，其特征在于：所述液体助剂为白油。

4.如权利要求1所述的超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物，其特征在于：所述乙烯-α-辛烯共聚物的熔融指数为0.5～1。

5.如权利要求1所述的超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物，其特征在于：所述聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯。

6.一种如权利要求1所述的超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)按重量份分别称取聚丙烯10～40份、乙烯-α-辛烯共聚物90～60份、马来酸酐1～3份、引发剂0.1～1份和液体助剂0.5～1份，备用；

(2)将除引发剂外的其它原料放入高速混合机中混合3～10min，通过主喂料计量后加入到双螺杆挤出机中；引发剂通过侧喂料计量后加入到双螺杆挤出机中进行混合、造粒，得到产品。

7.如权利要求6所述的超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机从加料口到机头的各段螺杆温度为140℃～210℃，螺杆转速控制为250～400r/min，螺杆长径比为36:1～52:1。

8.如权利要求7所述的超韧聚丙烯共混乙烯-α-辛烯接枝共聚物的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的各段螺杆温度分别为：

一段 二段 三段 四段 五段 六段 七段 八段 九段 十段 机头140℃ 160℃ 180℃ 200℃ 210℃ 210℃ 210℃ 200℃ 190℃ 190℃ 180℃

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