CN1230554A - 一种用马来酸酐接枝制备高极性改性聚丙烯材料的方法 - Google Patents

一种用马来酸酐接枝制备高极性改性聚丙烯材料的方法 Download PDF

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谢续明
李颖
张增民
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Abstract

本发明涉及一种用马来酸酐接枝制备高极性改性聚丙烯材料的方法,该制备方法以聚丙烯为母体原料,加入一定比例的马来酸酐、共接枝单体和引发剂,在170—220℃下反应1—3分钟,用造粒机造粒,即为改性聚丙烯材料。本发明制备的高极性聚丙烯材料,可以提高制品的极性,改善制品的表面涂饰性,保持聚丙烯原料的优良力学性能,对生产设备要求低,效率高。

Description

一种用马来酸酐接枝制备高极性改性聚丙烯材料的方法
本发明涉及一种用马来酸酐接枝制备高极性改性聚丙烯的方法，属高分子材料技术领域。
目前，聚丙烯材料是非极性的，表面能低，使得它同大多数高聚物的相容性差，不易润湿，粘合、印刷及涂覆的性能差，与涂料等的粘结强度很低，与极性材料共混时也不能获得性能较好的材料，因此需要一些方法改善聚丙烯的极性。熔融接枝的方法，由于其操作简便经济，适合工业化生产而成为目前采用的主要方法。本申请人曾经对用甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)等极性单体对聚丙烯进行熔融接枝改性的方法申请了专利，专利公开号为CN1182097A。但这些单体成本较高，且单体本身是液体，添加量大时不易与聚丙烯粒料混合均匀。马来酸酐是一种常见的、成本较低的固状极性单体，用它接枝的聚烯烃是一种常用的相容剂，特别是由于胺基(或酰胺基)与酸酐的反应，在制备聚酰胺系(如尼龙)共混物时尤为常用。因此，马来酸酐对聚丙烯的熔融接枝改性很早就有研究且已经工业化。但由于接枝过程中聚丙烯在自由基引发剂作用下降解严重，基体的力学性能劣化，接枝率很低，与极性材料共混时添加量稍大就会引起共混物力学性能的下降。
本方法的目的是提出一种用马来酸酐接枝制备高极性改性聚丙烯材料的方法，以制备高极性且力学性能优良的改性聚丙烯材料，以聚丙烯为母料，以马来酸酐为极性单体，与共接枝单体进行共同接枝。提高马来酸酐的接枝率并保持聚丙烯原有的力学性能，降低高极性改性聚丙烯材料的制备成本，扩大应用范围，使材料的粘结性、着色性、润湿性都得到改善。
本发明的用马来酸酐接枝制备高极性改性聚丙烯材料的方法，包括下列各步骤：
(1)将聚丙烯，马来酸酐，共接枝单体和引发剂均匀混合，其比例(重量分数)为：
聚丙烯        100
马来酸酐      1.5～10
共接枝单体    1.5～10
引发剂        0.05～1
(2)将上述混合物在170～220℃的温度下反应1～3分钟，用造粒机造粒，
即为本发明的高极性改性聚丙烯材料。
本发明所用的母料聚丙烯，为商品化的粒状材料。
所用的共接枝单体为苯乙烯(St)及其取代物。
上述马来酸酐与共接枝单体的重量比为1∶0.5～1∶3。
引发剂为热分解，尤其是过氧化型引发剂，如过氧化二异丙苯(DCP)等。
本发明高极性改性聚丙烯材料具有如下优点：
1、本发明改性聚丙烯材料的制备方法对设备要求低，效率高。
2、本发明改性聚丙烯材料的制备方法可以抑制加工过程中聚丙烯的降解，分子量可调节，能保持聚丙烯原有的优良的力学性能。
3、本发明改性聚丙烯材料具有高极性。
4、本发明改性聚丙烯可作为极性添加料，提高制品的极性，改善制品的表明涂饰性。
5、本发明改性聚丙烯可直接以较大比例与极性材料进行共混，获得综合性能较好的共混合金。广泛应用于可喷涂汽车保险杠、摩托车体、玩具及座椅等。
本发明的实施例以生产2kg改性聚丙烯材料为例：
称2kg聚丙烯，马来酸酐100g，共接枝单体100g，引发剂6g，将它们混合均匀，在单螺杆挤出机(各段温度为170-220℃)中挤出造粒，反应时间2分钟，螺杆转速为36转/分。所得产品为高极性改性聚丙烯材料。
下表中的实施例以聚丙烯为100份。
马来酸酐 共接枝单体 引发剂 熔融指数   接触角(度) 吸光度比
    (St)     (DCP)  (g/10min)
    3份     1.5份     0.3份     15.0     85     0.97
    3份     3份     0.3份     19.5     85     1.95
    3份     4.5份     0.3份     7.8     83     1.49
    5份     5份     0.3份     6.7     84     2.17
    7份     7份     0.3份     6.5     83     2.88
    3份     3份     0.05份     4.6     84     1.82
    3份     3份     0.15份     6.8     83     1.84
    3份     3份     0.5份     48.9     83     1.76
    1.5份     1.5份     0.3份     16.9     85     1.15
    1.5份     1.5份     0.5份     86.0     84     1.47
    5份     5份     0.5份     24.2     82     2.42
    5份     5份     0.7份     23.9     83     2.15
    7份     7份     0.5份     15.4     80     3.31
注：表中的吸光度比是指红外谱图中羰基峰(1857cm-1和1782cm-1)与聚丙烯特征峰(2723cm-1)的峰面积之比，它反映的是聚丙烯中马来酸酐的相对接枝率大小。

Claims (4)

1、一种用马来酸酐接枝制备高极性改性聚丙烯材料的方法，其特征在于该方法包括下列各步骤：
(1)将聚丙烯，马来酸酐，共接枝单体和引发剂均匀混合，其比例(重量分数)为：
聚丙烯        100
马来酸酐      1.5～10
共接枝单体    1.5～10
引发剂        0.05～1
(2)将上述混合物在170～220℃的温度下反应1～3分钟，用造粒机造粒，即为本发明的高极性改性聚丙烯材料。
2、如权利要求1所说的方法，其特征在于，其中所述的共接枝单体为苯乙烯及其取代物。
3、如权利要求1所说的方法，其特征在于，其中所述的马来酸酐与共接枝单体的重量比为1∶0.5～1∶3。
4、如权利要求1所说的方法，其特征在于，其中所述的引发剂为过氧化二异丙苯。
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