RU2505554C1 - Method of producing functionalised polyolefins - Google Patents
Method of producing functionalised polyolefins Download PDFInfo
- Publication number
- RU2505554C1 RU2505554C1 RU2012152796/05A RU2012152796A RU2505554C1 RU 2505554 C1 RU2505554 C1 RU 2505554C1 RU 2012152796/05 A RU2012152796/05 A RU 2012152796/05A RU 2012152796 A RU2012152796 A RU 2012152796A RU 2505554 C1 RU2505554 C1 RU 2505554C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aromatic
- aliphatic
- monomer
- olefin
- monomers
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к химии полимеров, в частности, к способам экструдирования и получению графт-сополимеров как компонентов адгезионной композиции для изоляции металлических труб. Например, такой материал может быть использован как совместитель (компатибилизатор) в полиэтиленовых наполненных композициях, с наполнителями минеральными (мел, тальк, слюда, волластонит и т.п), антипиреновыми (Al2(OH)3, Mg(OH)2), древесными (ДПКМ).The invention relates to the chemistry of polymers, in particular, to methods for extruding and producing graft copolymers as components of an adhesive composition for insulating metal pipes. For example, such a material can be used as a compatibilizer (compatibilizer) in filled polyethylene compositions, with mineral fillers (chalk, talc, mica, wollastonite, etc.), flame retardant (Al2 (OH) 3, Mg (OH) 2), wood (DPKM).
Из уровня техники известен близкий аналог и ЕР 0086159. Согласно способу, раскрытому в Европейском патенте ЕР 0086159, предлагается поперечное сшивание α-олефиновых полимеров и сополимеров для улучшения характеристик механической устойчивости при нагревании. Предложенное решение заключается в прививке карбоновой кислоты в присутствии генератора радикалов и последующее солеобразование с помощью соединений металлов.A similar analogue is known from the prior art and EP 0086159. According to the method disclosed in European patent EP 0086159, cross-linking of α-olefin polymers and copolymers is proposed to improve the mechanical resistance characteristics when heated. The proposed solution consists in grafting a carboxylic acid in the presence of a radical generator and subsequent salt formation using metal compounds.
Известен наиболее близкий способ получения функционализированных полиолефинов RU 2243976, опубл. 2003 г., согласно которому способ получения полиолефинов включает а) стадию прививки кислотных групп к полиолефинам с помощью прививаемого мономера, содержащего по меньшей мере одну функциональную группу, выбираемую из карбонила и остатка ангидрида кислоты, в случае необходимости, в присутствии другого прививаемого мономера, содержащего винилненасыщенную связь и, возможно, одно или несколько ароматических ядер, б) стадию очистки, состоящей в удалении по меньшей мере части непрореагировавшего с полиолефинами прививаемого мономера, содержащего по меньшей мере одну функциональную группу, выбираемую из карбонила и остатка ангидрида кислоты, и в) стадию нейтрализации кислотных групп с помощью по меньшей мере одного нейтрализующего агента, отличающийся тем, что нейтрализацию осуществляют ацетатом цинка с получением полиолефинов, характеризующихся наличием ионных кластеров, содержащих ионы Zn++. Изобретение относится также к полиолефинам, полученным указанным способом, к их использованию и к способу экструзии полиолефинов с вспениванием. Способ позволяет получать полиолефины, обладающие повышением вязкости при удлинении в зависимости от времени и повышением динамической вязкости при низких частотах сдвига.The closest known method for producing functionalized polyolefins RU 2243976, publ. 2003, according to which the method for producing polyolefins includes a) a step of grafting acid groups to polyolefins using a graftable monomer containing at least one functional group selected from carbonyl and an acid anhydride residue, if necessary, in the presence of another graftable monomer containing a vinyl unsaturated bond and, possibly, one or more aromatic nuclei, b) a purification step consisting in removing at least a portion of the graftable monomer that has not reacted with polyolefins, containing at least one functional group selected from carbonyl and an acid anhydride residue, and c) a step for neutralizing acid groups with at least one neutralizing agent, characterized in that the neutralization is carried out with zinc acetate to obtain polyolefins characterized by the presence of ionic clusters containing Zn ++ ions. The invention also relates to polyolefins obtained by this method, to their use and to a method for extrusion of polyolefins with foaming. The method allows to obtain polyolefins having an increase in viscosity at elongation depending on time and an increase in dynamic viscosity at low shear frequencies.
Кроме того, следует отметить, что обычные технологии графтинга полимеров в экструзионном процессе имеют общие недостатки.In addition, it should be noted that conventional polymer grafting technologies in the extrusion process have common disadvantages.
1) Время реакции достаточно ограничено и определяется временем нахождения материала в экструзионном процессе.1) The reaction time is quite limited and is determined by the residence time of the material in the extrusion process.
2) Температура экструзионного процесса выше, чем в методах твердофазного графтинга или графтинга в растворе или суспензии.2) The temperature of the extrusion process is higher than in the methods of solid-phase grafting or grafting in solution or suspension.
3) В обычном процессе графтинга в расплаве присутствуют нежелательные процессы, так называемые «side reactions», а именно: сшивка (cross-linking) - для полиэтилена или этилен винилацетата, либо значительная потеря молекулярного веса «betta-scissions» -для полипропиленов.3) In the usual process of grafting in the melt, there are undesirable processes, the so-called "side reactions", namely: cross-linking for polyethylene or ethylene vinyl acetate, or a significant loss in molecular weight of betta-scissions for polypropylenes.
4) В обычных экструзионных процессах графтинга конверсия привитого мономера незначительна и как правило составляет около 30%.4) In conventional grafting extrusion processes, the conversion of grafted monomer is negligible and typically amounts to about 30%.
5) Присутствие значительного количества непрореагировавшей «свободной» кислоты в полимере и как следствие изменение цвета полимера от темно-желтого до светло-коричневого оттенка и наличие запаха.5) The presence of a significant amount of unreacted "free" acid in the polymer and, as a result, the polymer changes color from dark yellow to light brown in color and has an odor.
Заявленная технология экструзионного синтеза графт-полимеров преодолевает вышеуказанные недостатки.The claimed technology for the extrusion synthesis of graft polymers overcomes the above disadvantages.
Задача решается тем способом получения функционализированных полиолефинов в расплаве посредством прививки ненасыщенной карбоновой кислоты или ее ангидрида на полиолефин в присутствии свободно-радикального инициатора, со-агентов мономеров ароматического и алифатического ряда, а также агентов передачи цепи на основе аминных и/или фосфатных соединений, при экструдировании смеси реагентов при температуре выше температуры плавления полиолефина в экструдере и кондиционировании полученный полимерной смеси вакуумной дегазацией.The problem is solved by the method of obtaining functionalized polyolefins in the melt by grafting an unsaturated carboxylic acid or its anhydride onto a polyolefin in the presence of a free radical initiator, co-agents of aromatic and aliphatic monomers, as well as chain transfer agents based on amine and / or phosphate compounds, when extruding the mixture of reagents at a temperature above the melting point of the polyolefin in the extruder and conditioning the resulting polymer mixture by vacuum degassing.
Дополнительно способ может быть непрерывным, в качестве свободно-радикального инициатора можно использовать перекиси с температурой полураспада не менее 190°С за одну минуту, олефиновый полимер выбирается из группы, состоящей из гомополимеров, статистических сополимеров и тер-полимеров линейного или разветвленного С2-8-альфа-олефина или сополимеров линейного или разветвленного С2-8-альфа-олефина; полимеризующимся с помощью свободных радикалов мономером является винильный мономер, выбранный из группы, состоящей из винилзамещенных ароматических, гетероциклических и алициклических соединений, ненасыщенных алифатических карбоновых кислот и их производных, ненасыщенных алифатических нитрилов, сложных виниловых эфиров ароматических и насыщенных алифатических карбоновых кислот, дивинилового соединения и их смесей; в качестве со-агенты полимеризации используются полимеры и/или мономеры ароматического ряда на основе стирола или бутилакрилата или алифатического ряда на основе октена-1 или гексена-1 или десена-1, в количестве не превышающем 50% от весового содержания прививаемого мономера карбоновой кислоты или ангидрида или их смесей; в качестве агентов передачи цепи используются диметилформамид и/или трифенилфосфат, в количестве не превышающем 10% от весового содержания прививаемого мономера карбоновой кислоты или ангидрида и их смесей.Additionally, the method can be continuous, peroxides with a half-life of at least 190 ° C in one minute can be used as a free radical initiator, the olefin polymer is selected from the group consisting of homopolymers, random copolymers and ter-polymers of linear or branched C2-8- alpha olefin or linear or branched C2-8 alpha olefin copolymers; the monomer polymerized by free radicals is a vinyl monomer selected from the group consisting of vinyl substituted aromatic, heterocyclic and alicyclic compounds, unsaturated aliphatic carboxylic acids and their derivatives, unsaturated aliphatic nitriles, vinyl esters of aromatic and saturated aliphatic divides and carboxylic aliphatic divides mixtures; polymerization co-agents used are polymers and / or aromatic monomers based on styrene or butyl acrylate or an aliphatic series based on octene-1 or hexene-1 or gum-1, in an amount not exceeding 50% by weight of the grafted monomer of carboxylic acid or anhydride or mixtures thereof; as chain transfer agents, dimethylformamide and / or triphenyl phosphate are used in an amount not exceeding 10% of the weight content of the graftable carboxylic acid or anhydride monomer and mixtures thereof.
Показатель текучести расплава (ПТР) образцов модификаторов, изготовленных на основе ПЭ, определяли согласно ГОСТ 11645 при температуре 190°С и нагрузке 2,16 кг.The melt flow rate (MFR) of the samples of modifiers made on the basis of PE was determined according to GOST 11645 at a temperature of 190 ° C and a load of 2.16 kg.
Плотность литьевых образцов определяли согласно ГОСТ 15139.The density of injection samples was determined according to GOST 15139.
Выбор основных материалов и реагентов показан в Таблице 1.The selection of basic materials and reagents is shown in Table 1.
Сущность изобретения заключается в том, что помимо функционального мономера, который прививается к полимеру используется 2 типа со-мономеров, из которых:The essence of the invention lies in the fact that in addition to the functional monomer that is grafted onto the polymer, 2 types of co-monomers are used, of which:
Один - из ряда алифатических ди-олефинов- альфа-олефины, предпочтительно: 1-octene, 1-decene или 1-hexene.One of a number of aliphatic di-olefins is alpha-olefins, preferably: 1-octene, 1-decene or 1-hexene.
Другой - из ряда ароматических виниловых мономеров или акрилатов, предпочтительно: бутил акрилат или стирол (лучше пара-метил стирол).Another is from a series of aromatic vinyl monomers or acrylates, preferably: butyl acrylate or styrene (preferably para-methyl styrene).
Общее содержание со-мономеров колеблется в пределах от 0,1- 10% по весу, от количества полимера.The total content of co-monomers ranges from 0.1-10% by weight, based on the amount of polymer.
Выбор функционального мономераFunctional Monomer Selection
Функциональные мономеры - предпочтительно, из ряда ненасыщенных карбоновых кислот, например: малеиновый ангидрид или функциональные эпокси-амино-гидрокси-акрилаты, например: глицидил метакрилат.Functional monomers are preferably from a number of unsaturated carboxylic acids, for example: maleic anhydride or functional epoxy-amino-hydroxy-acrylates, for example: glycidyl methacrylate.
Малеиновый ангидрид, предпочтительно может быть растворен в растворителях (ацетон или метилэтилкетон).Maleic anhydride can preferably be dissolved in solvents (acetone or methyl ethyl ketone).
Разработка технологии производства графт-сополимеров производилась с использованием оборудования НТЛ ЗАО «Метаклэй», а именно:The development of technology for the production of graft copolymers was carried out using NTL equipment of CJSC Metaclay, namely:
Использовалась экструзионная линия MKS 30 BUSS со стренговой грануляцией, вакуумированием, сухой (порошки, гранулы) и жидкой дозаписи.We used the MKS 30 BUSS extrusion line with strand granulation, evacuation, dry (powders, granules) and liquid dosing.
Рецептуры разрабатывались и тестировались на партиях 3-5 кг.The formulations were developed and tested on batches of 3-5 kg.
Пример №1 Рецептура графт-сополимера для использования в адгезивах для изоляции труб показано в Таблице 2 (с использованием жидкого ввода)Example No. 1 The formulation of the graft copolymer for use in adhesives for pipe insulation is shown in Table 2 (using liquid input)
Предварительно, полиэтилены HDPE и LLDPE смешивались и вводились дозатором через основной загрузочный порт.Previously, HDPE and LLDPE polyethylene were mixed and introduced by the dispenser through the main loading port.
Добавляли в качестве агентов передачи цепи диметилформамид и трифенилфосфат, в количестве 9,5% от весового содержания прививаемого мономера карбоновой кислоты (можно также - от весового содержания ангидрида либо их смесей).Dimethylformamide and triphenylphosphate were added as chain transfer agents in an amount of 9.5% of the weight content of the graftable carboxylic acid monomer (it is also possible of the weight content of the anhydride or mixtures thereof).
Мономер (МЛН) растворяли в ацетоне и вводили DBM, DTBP, стирол. Жидкий «коктейль» вводили и отдельно (в расплав в Z2) и через основной порт (вместе с полимерами).The monomer (MLN) was dissolved in acetone and DBM, DTBP, styrene were introduced. The liquid “cocktail” was introduced both separately (into the melt in Z2) and through the main port (together with the polymers).
Пример №2 Рецептура графт-сополимера для использования в адгезивах для изоляции труб показана в Таблице 3.Example No. 2 The formulation of the graft copolymer for use in adhesives for pipe insulation is shown in Table 3.
Кроме того, добавляли в качестве агента передачи цепи диметилформамид, в количестве 10% от весового содержания прививаемого мономера карбоновой кислоты.In addition, dimethylformamide was added as a chain transfer agent in an amount of 10% of the weight content of the graftable carboxylic acid monomer.
Для примера 3 добавляли в качестве агента передачи цепи трифенилфосфат, в количестве 8,5% от весового содержания прививаемого мономера карбоновой кислоты (с использованием перокси-полимерной мастэрбэчи, «сухая» технология)For example 3, triphenyl phosphate was added as a chain transfer agent in an amount of 8.5% of the weight content of the graftable carboxylic acid monomer (using peroxy-polymer masterbachey, dry technology)
Перокси-полимерная мастэрбэч готовится заранее. (*по указанной рецептуре) при температуре экструзии 120-135С.The peroxy polymer masterbatch is prepared in advance. (* according to the specified recipe) at an extrusion temperature of 120-135C.
Смесь полиэтиленов HDPE и LLDPE и Перокси-полимерная мастэрбэч вводились дозатором через основной загрузочный порт.A mixture of HDPE and LLDPE polyethylenes and a Peroxy polymer masterbatch were introduced by the dispenser through the main loading port.
Мономер (МАН) предварительно измельченный в порошок вводили через порошковый дозатор в основной загрузочный порт (вместе с полимерами)Monomer (MAN) pre-ground into a powder was introduced through a powder dispenser into the main loading port (together with polymers)
Сравнение 2х технологических процессов производства привитых (графт) сополимеров показано в Таблице 4.A comparison of 2 technological processes for the production of grafted (graft) copolymers is shown in Table 4.
Образцы графт-сополимеров были протестированы в Лаборатории модификации полимеров НИИСПМ им. Ениколопова, в ЦЗЛ ЗАО « Метаклэй», в компании BYK/Kometra GmbH (Германия).Samples of graft copolymers were tested at the Polymer Modification Laboratory of NIISPM named after Yenikolopova, in the Central Laboratory of Clinics of CJSC Metaclay, in the company BYK / Kometra GmbH (Germany).
Спектральный анализ FTIR произведен в НТЛ ЗАО «Метаклэй»FTIR spectral analysis was performed at NTL CJSC Metaclay
Физико-химические методы анализа.Physico-chemical methods of analysis.
Фурье-ИК-спектроскопия. Для идентификации химического состава образцов использовали метод Фурье-ИКС.Fourier transform infrared spectroscopy. To identify the chemical composition of the samples, the Fourier-IR method was used.
ИК-спектры образцов снимали в НИИСП им. Ениколопова и НТЛ ЗАО «Метаклэй» с помощью: Фурье-ИКС Avatar 370 ф. Thermo Nicolet (США), оснащенном самоюстирующейся приставкой НПВО Smart Performer с кристаллом ZnSe (глубина проникновения 2,01 мкм).The IR spectra of the samples were recorded at the NIISP im. Enikolopova and NTL ZAO Metaklay using: Fourier-IKS Avatar 370 m. Thermo Nicolet (USA), equipped with Smart Performer self-adjusting ATR with ZnSe crystal (penetration depth 2.01 μm).
Идентификацию спектров проводили с использованием базы данных прибора.The spectra were identified using the instrument database.
FT-IR спектрометр от немецкой компании Bruker Optics TENSOR 27 - компактный Фурье-ИК спектрометр. Мощный спектрометр среднего ИК диапазона с герметичной и осушаемой оптикой для рутинных применений в лаборатории.The FT-IR spectrometer from the German company Bruker Optics TENSOR 27 is a compact Fourier-IR spectrometer. Powerful mid-IR spectrometer with sealed and drained optics for routine laboratory applications.
Параметры оборудования:Equipment Parameters:
Спектральный диапазон 7500-370 см-1Spectral range 7500-370 cm-1
Стандартное разрешение 1 см-1Standard Resolution 1 cm-1
Точность волнового числа <0.01 см-1Wave number accuracy <0.01 cm-1
Охлаждаемый воздухом MIR источникAir-cooled MIR source
Постоянно-юстируемый интерферометрConstantly Adjustable Interferometer
KBR многослойный лучеделительKBR multilayer beam splitter
Бесфрикционный механический сканер (не требуется подачи сжатого газа)Non-friction mechanical scanner (no compressed gas required)
Высокочувствительный DTGS детекторHighly Sensitive DTGS Detector
Оптическая скамья контролируется микро-процессором, автоматический выбор предусиления, 32 бит A/D конвертор.The optical bench is controlled by a micro-processor, automatic preamp selection, 32 bit A / D converter.
Программное обеспечение OPUS 6.5OPUS 6.5 software
Химическое титрование. Проводилось по методике НИИСПМ им. Ениколопова (Россия) и методике BYK/Kometra GmbH (Германия).Chemical titration. It was carried out according to the methodology of NIISPM them. Enikolopova (Russia) and the methodology of BYK / Kometra GmbH (Germany).
Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК). Термограммы ДСК образцов снимали с помощью прибора Pyris 6 DSC ф. PerkinElmer при скорости нагрева/охлаждения 20°С/мин в среде азота согласно ISO 11357. Определение индукционного периода окисления образцов определяли согласно ISO 11357-6 при 200°С (для образцов на основе ПЭ).Differential Scanning Calorimetry (DSC). Thermograms of DSC samples were taken using a Pyris 6 DSC instrument f. PerkinElmer at a heating / cooling rate of 20 ° C / min in nitrogen atmosphere according to ISO 11357. The determination of the induction period of oxidation of samples was determined according to ISO 11357-6 at 200 ° C (for PE-based samples).
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012152796/05A RU2505554C1 (en) | 2012-12-07 | 2012-12-07 | Method of producing functionalised polyolefins |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012152796/05A RU2505554C1 (en) | 2012-12-07 | 2012-12-07 | Method of producing functionalised polyolefins |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2505554C1 true RU2505554C1 (en) | 2014-01-27 |
Family
ID=49957698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012152796/05A RU2505554C1 (en) | 2012-12-07 | 2012-12-07 | Method of producing functionalised polyolefins |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2505554C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2735367C1 (en) * | 2019-10-22 | 2020-10-30 | Общество с ограниченной ответственностью "ОКАПОЛ" | Method of producing functionalised polymers and device for its implementation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0086159A1 (en) * | 1982-02-10 | 1983-08-17 | Montedison S.p.A. | Method for improving the characteristics under heat of polyolefines |
RU2211844C2 (en) * | 1997-08-25 | 2003-09-10 | Монтелл Норт Америка, Инк. | Method for preparing polypropylene grafted copolymers containing anhydride groups |
RU2243976C2 (en) * | 1999-04-29 | 2005-01-10 | Солвей (Сосьете Аноним) | Polyolefins and method for their preparing |
US20110305900A1 (en) * | 2008-12-03 | 2011-12-15 | Arkema France | Composition containing polypropylene and/or a propylene copolymer obtained from renewable materials, and uses thereof |
-
2012
- 2012-12-07 RU RU2012152796/05A patent/RU2505554C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0086159A1 (en) * | 1982-02-10 | 1983-08-17 | Montedison S.p.A. | Method for improving the characteristics under heat of polyolefines |
RU2211844C2 (en) * | 1997-08-25 | 2003-09-10 | Монтелл Норт Америка, Инк. | Method for preparing polypropylene grafted copolymers containing anhydride groups |
RU2243976C2 (en) * | 1999-04-29 | 2005-01-10 | Солвей (Сосьете Аноним) | Polyolefins and method for their preparing |
US20110305900A1 (en) * | 2008-12-03 | 2011-12-15 | Arkema France | Composition containing polypropylene and/or a propylene copolymer obtained from renewable materials, and uses thereof |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2735367C1 (en) * | 2019-10-22 | 2020-10-30 | Общество с ограниченной ответственностью "ОКАПОЛ" | Method of producing functionalised polymers and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10301403B2 (en) | Low density ethylene-based polymers with broad molecular weight distributions and low extractables | |
CA2816287C (en) | Ethylene-based polymers and processes for the same | |
US9388260B2 (en) | Ethylene-based polymers with improved melt strength and processes for the same | |
US20170362356A1 (en) | Tubular Low Density Ethylene-Based Polymers with Improved Balance of Extractables and Melt Elasticity | |
JP5764561B2 (en) | Polymers containing units derived from ethylene and siloxane | |
KR20150087235A (en) | Low density ethylene-based polymers with high melt strength | |
JP5745524B2 (en) | Polymers containing units derived from ethylene and polyalkenes | |
KR20080074940A (en) | Coagent-mediated, grafted copolymers | |
EP3661980A1 (en) | High pressure polymerisation process for producing ethylene copolymers | |
RU2505554C1 (en) | Method of producing functionalised polyolefins | |
JP6865225B2 (en) | Methods for Producing Functionalized Ethylene Polymers with Low Gel Content | |
US8598276B2 (en) | Polymers comprising units derived from ethylene and poly(alkoxide) | |
TW201900686A (en) | Process for manufacturing polyethylene | |
Yu et al. | A study on synthesis and hydrolysis of the maleated polyethylene wax | |
KR20230045048A (en) | Ethylene-based polymer composition with multifunctional branching agent and process for its preparation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE4A | Change of address of a patent owner | ||
PD4A | Correction of name of patent owner |