CN116284574A - 一种聚合物相容剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种聚合物相容剂及其制备方法和应用 Download PDF

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CN116284574A CN202111571023.4A CN202111571023A CN116284574A CN 116284574 A CN116284574 A CN 116284574A CN 202111571023 A CN202111571023 A CN 202111571023A CN 116284574 A CN116284574 A CN 116284574A
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张红
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Abstract

本发明提供一种聚合物相容剂及其制备方法和应用，所述聚合物相容剂的制备原料以重量份计包括如下组分：聚烯烃90‑100份，硅烷偶联剂0.5‑5份，引发剂0.01‑1份；所述硅烷偶联剂包括至少两种含双键硅烷偶联剂的组合。所述聚合物相容剂在常温下为固体颗粒，既具有大分子易于共混加料的优点，又具有高反应活性，增强了对无机填料的粘结作用，并与无机填料形成不同的偶联效果，协同提高无机填料与聚合物体系之间的相容性和界面结合力，从而实现塑料复合材料的增强增韧。包含所述聚合物相容剂的回收PE组合物中，回收PE与无机填料的相容性好，界面结合力强，显著提升了PE组合物的力学性能，使其兼具优异的强度、韧性和抗冲击性。

Description

一种聚合物相容剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于聚合物材料技术领域，具体涉及一种聚合物相容剂及其制备方法和应用。
背景技术
回收塑料的循环再利用是解决目前环境问题的重要方式。在回收塑料的使用中，为了实现增强、增韧和降低成本的目的，通常会填充碳酸钙、纤维、滑石粉等粉体。高分子聚合物和填充粉体的结合能力有限，为了改善聚合物与填充粉体之间的相容性，向混合物体系中加入偶联剂是业内的普遍做法。
目前常用的偶联剂包括马来酸酐接枝物或小分子硅烷偶联剂，例如CN107973954A公开了一种增强改性的聚乙烯回收料，由以下重量份的组分制成：聚乙烯回收料30-75份，低密度聚乙烯10-30份，马来酸酐接枝聚丙烯蜡5-15份，中碱玻璃纤维10-25份，抗氧剂0.01-0.02份，双叔丁过氧基二异丙苯0.5-2份；其中，马来酸酐接枝聚丙烯蜡使材料具有一定的极性和反应性，从而改善了聚乙烯与玻璃纤维的相容性。CN107973955A公开了一种高韧性、低成本的聚乙烯填充母粒及其制备方法，组分如下：聚乙烯回收料10-20份，低密度聚乙烯10-30份，马来酸酐接枝聚丙烯蜡2-6份，无机矿物填料75-85份，2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷1.5-1.7份，抗氧剂0.01-0.02份，润滑剂1.2-3份；该填充母粒扩展了再生塑料的使用范围，具有良好的力学性能。马来酸酐接枝聚丙烯蜡等马来酸酐接枝物在聚合物体系中易与塑料粒子共混均匀，但马来酸酐对无机填充物的反应活性不强，无法有效解决塑料粒子与无机填充物之间的界面相容性问题，导致力学性能提高有限。
CN107418025A公开了一种含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料，其原料组分包括：碳酸钙10-50份，回收高密度聚乙烯50-90份，硅烷偶联剂0.1-2份，马来酸酐接枝聚乙烯1-30份，氧化聚乙烯蜡0.1-2份，抗氧剂0.1-2份；该材料对回收高密度聚乙烯具有较好的增强和增韧效果。CN102863677A公开了一种改性再生聚乙烯管材、管件专用料及其制备方法，其组分包括：聚乙烯5-55％，回收聚乙烯10-70％，碳酸钙5-40％，滑石粉5-40％，硅烷偶联剂0.5-3％，以及增韧剂、抗冲击改性剂、过氧化二异丙苯、抗氧剂1010、聚乙烯蜡、硬脂酸钙和颜料等；该材料利用回收聚乙烯替代新的聚乙烯，进而缓解生产新的聚乙烯存在的原料和成本压力。尽管硅烷偶联剂对无机填充物具有良好的粘结作用，但由于其是液体，操作复杂，加料不便，不易与塑料粒子共混均匀，从而难以有效促进塑料粒子与无机填充物的界面相容。
因此，开发一种混料方便、能够有效改善无机填充物与塑料粒子的相容性的相容剂，是本领域亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种聚合物相容剂及其制备方法和应用，所述聚合物相容剂为聚烯烃接枝物，既具有大分子易于共混加料的优点，又具有高反应活性，对无机填料的粘结作用强，能够有效促进塑料粒子与无机填料的界面相容和结合，尤其适用于回收聚乙烯体系。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种聚合物相容剂，所述聚合物相容剂的制备原料以重量份计包括如下组分：
聚烯烃 90-100份
硅烷偶联剂 0.5-5份
引发剂 0.01-1份；
所述硅烷偶联剂包括至少两种(例如2种、3种或4种等)含双键硅烷偶联剂的组合。
本发明提供的聚合物相容剂通过聚烯烃和硅烷偶联剂在引发剂的存在下反应得到，将至少两种含双键硅烷偶联剂与聚烯烃进行接枝，使所述聚合物相容剂在常温下为固体颗粒，具有大分子易于共混加料等优点；同时，所述聚合物相容剂中含有大量高反应活性的硅氧键，能够与无机填料反应并结合，有效促进塑料粒子与无机填料的界面相容和界面结合，实现塑料体系的增强增韧；而且，所述硅烷偶联剂包括至少两种(例如2种、3种或4种等)含双键硅烷偶联剂的组合，不同的含双键硅烷偶联剂与聚烯烃接枝得到的聚合物相容剂的反应活性不同，从而与无机填料的偶联和结合作用具有一定差异，不同的偶联作用力相互协同，进一步提升聚合物与无机填料之间的结合力，使得到的聚合物-无机填料组合物具有更高的力学强度。
本发明提供的聚合物相容剂中，所述聚烯烃的用量为90-100份，例如可以为91份、92份、93份、94份、95份、96份、97份、98份或99份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述硅烷偶联剂的用量为0.5-5份，例如可以为0.8份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份或4.5份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，优选1-4份。
所述引发剂的用量为0.01-1份，例如可以为0.05份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份或0.9份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，优选0.01-0.5份。
优选地，所述聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物中的任意一种或至少两种的组合，优选乙烯-辛烯共聚物(POE)。
优选地，所述聚乙烯包括高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯或超低密度聚乙烯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述聚丙烯包括均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯。
优选地，所述乙烯-辛烯共聚物中基于辛烯的结构单元的质量百分含量为30-40％，例如可以为31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％或39％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述含双键硅烷偶联剂包括乙烯基硅烷偶联剂和/或丙烯酰氧基硅烷偶联剂。
优选地，所述含双键硅烷偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷或甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述硅烷偶联剂包括第一硅烷偶联剂与第二硅烷偶联剂的组合。
所述第一硅烷偶联剂与第二硅烷偶联剂不同，且各自独立地选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷或甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。
优选地，所述第一硅烷偶联剂与第二硅烷偶联剂的质量比为1:(0.5-1.5)，例如可以为1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3或1:1.4等。
作为本发明的优选技术方案，含双键的第一硅烷偶联剂与第二硅烷偶联剂的质量比为1:(0.5-1.5)，使所述聚合物相容剂中含有适宜比例的不同反应活性的硅氧键，使其与无机填料之间形成不同的偶联效果，二者相互协同，进一步增强无机填料与聚合物(塑料粒子)之间的界面相容性与结合力，实现聚合物-无机填料组合物的力学性能的改善。如果第一硅烷偶联剂与第二硅烷偶联剂的质量差异过大，超出1:(0.5-1.5)的范围，则会影响不同反应活性的硅氧键的协同作用效果，从而使聚合物-无机填料组合物的相容性和力学性能降低。
优选地，所述引发剂为有机过氧化物。
优选地，所述引发剂包括过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧异丙基苯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)-3-己炔、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、过氧化苯甲酰、过氧化叔丁基二碳酸酯或过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述制备原料以重量份计还包括0.1-1份抗氧剂，例如抗氧剂可以为0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份或0.9份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，进一步优选0.1-0.6份。
优选地，所述抗氧剂包括受阻酚抗氧剂和/或亚磷酸酯抗氧剂。
优选地，所述抗氧剂包括四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)或三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述制备原料以重量份计还包括0.1-1份润滑剂，例如润滑剂可以为0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份或0.9份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，进一步优选0.3-0.8份。
优选地，所述润滑剂包括脂肪酸皂盐类润滑剂、硅酮类润滑剂或低分子蜡润滑剂中的任意一种或至少两种的组合。
作为本发明的优选技术方案，所述聚合物相容剂的制备原料以重量份计包括如下组分：
Figure BDA0003423723560000061
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的聚合物相容剂的制备方法，所述制备方法包括：将聚烯烃和引发剂混合，得到混合料；所述混合料与硅烷偶联剂进行反应，得到所述聚合物相容剂。
优选地，所述混合在混合机中进行。
优选地，所述混合料中还包括抗氧剂和/或润滑剂。
优选地，所述反应的温度为150-250℃，例如可以为160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃或240℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述反应在螺杆挤出机中进行。
优选地，所述螺杆挤出机包括单螺杆挤出机或双螺杆挤出机(同向双螺杆挤出机或异向双螺杆挤出机)。
优选地，所述螺杆挤出机的螺杆转速为250-350rpm，例如可以为260rpm、270rpm、280rpm、290rpm、300rpm、310rpm、320rpm、330rpm或340rpm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述螺杆挤出机的螺杆长径比＞40，例如可以为42、44、46、48、50、52、54、56、58或60等，进一步优选44-56。
优选地，所述反应中熔体在螺杆中的停留时间为30-90s，例如可以为35s、40s、45s、50s、55s、60s、65s、70s、75s、80s或85s，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述螺杆挤出机的挤出温度为150-250℃，例如可以为160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃或240℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述螺杆挤出机的第1区的温度为150-200℃，第2-3区的温度为160-210℃，第4-6区的温度为195-215℃，第7-10区的温度为200-220℃，第11-12区的温度为190-210℃，第13区的温度为180-200℃。
优选地，所述反应后还包括造粒的步骤。
优选地，所述制备方法具体包括：将聚烯烃、引发剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合料；所述混合料与硅烷偶联剂在螺杆挤出机中进行熔融反应后，挤出、造粒，得到所述聚合物相容剂；所述熔融反应的温度为150-250℃，螺杆转速为250-350rpm，熔体的停留时间为30-90s。
第三方面，本发明提供一种聚乙烯组合物，所述聚乙烯组合物包括聚乙烯(PE)、填料以及如第一方面所述的聚合物相容剂的组合。
优选地，所述聚乙烯包括回收聚乙烯。
优选地，所述填料包括无机填料。
优选地，所述无机填料包括碳酸钙、滑石粉、二氧化钛、玻璃纤维或白炭黑中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述聚乙烯组合物以重量份计包括如下组分：
回收聚乙烯 40-60份
无机填料 30-50份
聚合物相容剂 1-5份。
其中，所述回收聚乙烯的质量为40-60份，例如可以为41份、43份、45份、47份、49份、50份、51份、53份、55份、57份或59份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述无机填料的质量为30-50份，例如可以为31份、33份、35份、37份、39份、40份、41份、43份、45份、47份或49份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述聚合物相容剂的质量为1-5份，例如可以为1.2份、1.5份、1.8份、2份、2.2份、2.5份、2.8份、3份、3.2份、3.5份、3.8份、4份、4.2份、4.5份或4.8份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述聚乙烯组合物以重量份计还包括0.1-5份润滑剂，例如润滑剂可以为0.5份、0.8份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份或4.5份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述润滑剂包括硬脂酸、硬脂酸盐或PE蜡中的任意一种或至少两种的组合。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的聚合物相容剂将至少两种含双键硅烷偶联剂与聚烯烃进行接枝，使所述聚合物相容剂在常温下为固体颗粒，既具有大分子易于共混加料和分散等优点，又具有高反应活性，增强了对无机填料的粘结作用，并与无机填料形成不同的偶联效果，协同提高无机填料与聚合物体系之间的相容性和界面结合力，从而实现塑料复合材料的增强增韧，尤其适用于循环再生的回收PE组合物。
(2)包含所述聚合物相容剂的回收PE组合物中，回收PE与无机填料的相容性好，界面结合力强，显著提升了PE组合物的力学性能，其冲击强度≥21kJ/m2，拉伸强度＞24MPa，弯曲强度≥35MPa，断裂伸长率达到17％以上，弯曲模量为1830-2010MPa，兼具优异的强度、韧性和抗冲击性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明以下具体实施方式中所涉及的物料包括：
(1)聚烯烃：乙烯-辛烯共聚物(POE弹性体)，牌号8150，购自DOW化学公司；
(2)硅烷偶联剂：乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三叔丁氧基硅烷，乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷；
(3)引发剂：2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷(双25引发剂)；
(4)抗氧剂：抗氧剂168，抗氧剂1010；
(5)润滑剂：硅酮粉。
实施例1
一种聚合物相容剂，其制备原料以重量份计包括如下组分：
Figure BDA0003423723560000101
所述硅烷偶联剂包括质量比为1:1的乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷的组合；所述抗氧剂包括质量比为1:1的抗氧剂168和抗氧剂1010的组合。
所述聚合物相容剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将POE弹性体、引发剂、抗氧剂和润滑剂经干混混合均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)得到的混合料喂入双螺杆挤出机，将硅烷偶联剂通过溶液泵从侧喂料注入；双螺杆挤出机中各区的温度分别为150℃、170℃、190℃、200℃、210℃、210℃、210℃、210℃、210℃、210℃、210℃、200℃，双螺杆的长径比为48，螺杆转速为310rpm，熔体在螺杆中的停留时间约为60s，混合料与硅烷偶联剂进行熔融接枝反应后，挤出切粒，得到所述聚合物相容剂。
实施例2
一种聚合物相容剂，其制备原料以重量份计包括如下组分：
Figure BDA0003423723560000111
所述硅烷偶联剂包括质量比为1:1的乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三叔丁氧基硅烷的组合；所述抗氧剂包括质量比为1:1的抗氧剂168和抗氧剂1010的组合；所述聚合物相容剂的制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种聚合物相容剂，其制备原料以重量份计包括如下组分：
Figure BDA0003423723560000112
所述硅烷偶联剂包括质量比为1:1的乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三叔丁氧基硅烷的组合；所述抗氧剂包括质量比为1:1的抗氧剂168和抗氧剂1010的组合；所述聚合物相容剂的制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种聚合物相容剂，其制备原料以重量份计包括如下组分：
Figure BDA0003423723560000121
所述硅烷偶联剂包括质量比为1:1.5的乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的组合；所述抗氧剂包括质量比为1:1的抗氧剂168和抗氧剂1010的组合；所述聚合物相容剂的制备方法与实施例1相同。
实施例5
一种聚合物相容剂，其制备原料以重量份计包括如下组分：
Figure BDA0003423723560000122
所述硅烷偶联剂包括质量比为1:2的乙烯基三叔丁氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的组合；所述抗氧剂包括质量比为1:1的抗氧剂168和抗氧剂1010的组合；所述聚合物相容剂的制备方法与实施例1相同。
实施例6
一种聚合物相容剂，其制备原料以重量份计包括如下组分：
Figure BDA0003423723560000123
Figure BDA0003423723560000131
所述硅烷偶联剂包括质量比为1:3的乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷的组合；所述抗氧剂包括质量比为1:1的抗氧剂168和抗氧剂1010的组合；所述聚合物相容剂的制备方法与实施例1相同。
对比制备例1
一种聚合物相容剂，其制备原料以重量份计包括如下组分：
Figure BDA0003423723560000132
所述抗氧剂包括质量比为1:1的抗氧剂168和抗氧剂1010的组合；所述聚合物相容剂的制备方法与实施例1相同。
对比制备例2
一种聚合物相容剂，其制备原料以重量份计包括如下组分：
Figure BDA0003423723560000133
所述抗氧剂包括质量比为1:1的抗氧剂168和抗氧剂1010的组合；所述聚合物相容剂的制备方法与实施例1相同。
对比制备例3
一种聚合物相容剂，其制备原料以重量份计包括如下组分：
Figure BDA0003423723560000141
所述抗氧剂包括质量比为1:1的抗氧剂168和抗氧剂1010的组合；所述聚合物相容剂的制备方法与实施例1相同。
应用例1
一种循环再生的PE组合物，以重量份计包括如下组分：
Figure BDA0003423723560000142
其中，回收聚乙烯以高密度聚乙烯(HDPE)为主；相容剂为实施例1提供的聚合物相容剂。
所述PE组合物的制备方法如下：按照配方量将各组分混合均匀后，从双螺杆挤出机的主喂料口加入，双螺杆挤出机转速为300rpm，反应区温度为200℃，挤出造粒，得到所述PE组合物。
应用例2-6，对比例1-3
一种循环再生的PE组合物，其与应用例1的区别仅在于，相容剂分别为实施例2-6、对比制备例1-3提供的聚合物相容剂；其他组分、用量即制备方法均与应用例1相同。
对比例4
一种循环再生的PE组合物，其与应用例1的区别仅在于，不包含相容剂，回收聚乙烯的质量为58份；其他组分、用量即制备方法均与应用例1相同。
对比例5
一种循环再生的PE组合物，以重量份计包括如下组分：
Figure BDA0003423723560000151
其中，硅烷偶联剂包括质量比为1:1的乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷的组合；引发剂为双25引发剂。
所述PE组合物的制备方法如下：按照配方量将各组分混合均匀后，从双螺杆挤出机的主喂料口加入，双螺杆挤出机转速为300rpm，反应区温度为200℃，挤出造粒，得到所述PE组合物。
对应用例1-6、对比例1-5提供的PE组合物进行性能测试，具体方法如下：
(1)拉伸性能：按照标准ISO 527-2《塑料拉伸性能测试方法》的记载测试样品的拉伸强度和断裂伸长率，强度的测试速度为50mm/min；
(2)弯曲性能：按照标准ISO 178《塑料-弯曲性能的测定》中的记载测试样品的弯曲强度和弯曲模量，样品的尺寸为80mm×10mm×4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm；
(3)冲击强度：按照标准ISO 180《塑料-悬臂梁冲击强度的测定》中的记载测试缺口冲击强度，样品尺寸为80mm×10mm×4mm，缺口深度为2mm；
测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003423723560000161
根据表1的测试结果可知，与未添加相容剂的对比例4相比，包含本发明所述聚合物相容剂的应用例1-6中的PE组合物，其力学性能得以显著提升，冲击强度为20.6-23.7kJ/m2，拉伸强度为23.5-28.3MPa，断裂伸长率为16.5-19.5％，弯曲强度达到32.8-36.5MPa，弯曲模量为1830-2010MPa，兼具优异的拉伸性能、冲击性能和弯曲性能。而且，本发明通过两种含双键硅烷偶联剂以特定的比例复配后与聚烯烃熔融接枝，使所述聚合物相容剂与无机填料之间形成不同的偶联效果，协同增强无机填料与聚合物之间的界面相容性；与应用例1-5相比，应用例6中包含的聚合物相容剂中两种含双键硅烷偶联剂的比例差异较大，使不同反应活性的硅氧键的作用效果受到影响，进而使PE组合物的力学性能有所降低。
对比例1-3的PE组合物中，聚合物相容剂由一种乙烯基硅烷偶联剂与POE弹性体接枝得到，其与无机填料的结合力较差，导致PE组合物的增强增韧效果十分有限；对比例5中将乙烯基硅烷偶联剂直接与回收PE共混，由于乙烯基硅烷偶联剂为液体，难以与塑料粒子共混均匀，导致聚合物-无机填料的界面相容问题没有得到有效解决，PE组合物的力学性能较差。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种聚合物相容剂及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种聚合物相容剂，其特征在于，所述聚合物相容剂的制备原料以重量份计包括如下组分：
聚烯烃90-100份
硅烷偶联剂0.5-5份
引发剂0.01-1份；
所述硅烷偶联剂包括至少两种含双键硅烷偶联剂的组合。
2.根据权利要求1所述的聚合物相容剂，其特征在于，所述聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物中的任意一种或至少两种的组合，优选乙烯-辛烯共聚物；
优选地，所述乙烯-辛烯共聚物中基于辛烯的结构单元的质量百分含量为30-40％。
3.根据权利要求1或2所述的聚合物相容剂，其特征在于，所述含双键硅烷偶联剂包括乙烯基硅烷偶联剂和/或丙烯酰氧基硅烷偶联剂；
优选地，所述含双键硅烷偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷或甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚合物相容剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括第一硅烷偶联剂与第二硅烷偶联剂的组合；
所述第一硅烷偶联剂与第二硅烷偶联剂不同，且各自独立地选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷或甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任意一种；
优选地，所述第一硅烷偶联剂与第二硅烷偶联剂的质量比为1:(0.5-1.5)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的聚合物相容剂，其特征在于，所述引发剂为有机过氧化物；
优选地，所述引发剂包括过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧异丙基苯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)-3-己炔、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、过氧化苯甲酰、过氧化叔丁基二碳酸酯或过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的聚合物相容剂，其特征在于，所述制备原料以重量份计还包括0.1-1份抗氧剂；
优选地，所述抗氧剂包括受阻酚抗氧剂和/或亚磷酸酯抗氧剂；
优选地，所述抗氧剂包括四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述制备原料以重量份计还包括0.1-1份润滑剂；
优选地，所述润滑剂包括脂肪酸皂盐类润滑剂、硅酮类润滑剂或低分子蜡润滑剂中的任意一种或至少两种的组合。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的聚合物相容剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将聚烯烃和引发剂混合，得到混合料；所述混合料与硅烷偶联剂进行反应，得到所述聚合物相容剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述混合料中还包括抗氧剂和/或润滑剂；
优选地，所述反应的温度为150-250℃；
优选地，所述反应在螺杆挤出机中进行；
优选地，所述螺杆挤出机的螺杆转速为250-350rpm；
优选地，所述反应中熔体在螺杆中的停留时间为30-90s；
优选地，所述反应后还包括造粒的步骤；
优选地，所述制备方法具体包括：将聚烯烃、引发剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合料；所述混合料与硅烷偶联剂在螺杆挤出机中进行熔融反应后，挤出、造粒，得到所述聚合物相容剂；所述熔融反应的温度为150-250℃，螺杆转速为250-350rpm，熔体的停留时间为30-90s。
9.一种聚乙烯组合物，其特征在于，所述聚乙烯组合物包括聚乙烯、填料以及如权利要求1-6任一项所述的聚合物相容剂的组合。
10.根据权利要求9所述的聚乙烯组合物，其特征在于，所述聚乙烯包括回收聚乙烯；
优选地，所述填料包括无机填料；
优选地，所述聚乙烯组合物以重量份计包括如下组分：
回收聚乙烯40-60份
无机填料30-50份
聚合物相容剂1-5份。
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