馬來酸酐接枝聚丙烯組合物及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種長玻纖增強聚丙締專用的馬來酸酢接枝聚丙締組合物及其制備 方法,屬于高分子材料改性技術領域。
【背景技術】
[0002] 長玻纖增強聚丙締復合材料具有優(yōu)異的力學性能及耐腐蝕性能,且無毒無味,價 格低廉,已經成為備受人們關注的新材料品種之一。長玻纖增強熱塑性復合材料的浸潰工 藝是制備性能優(yōu)異的復合材料的關鍵,工藝上的關鍵是解決烙融樹脂的高粘度和纖維的分 散,實現增強兩界面的結合能力。而長玻纖增強聚丙締工藝的重點是提高聚丙締和玻璃纖 維之間的界面結合強度。界面結合強度的提高一方面依賴于生產工藝的優(yōu)化,另一方面則 是選擇合適的相容劑,兩者同等重要。
[0003] 從長玻纖增強聚丙締復合材料相容劑選擇角度而言,相容劑需要滿足兩個方面的 需求:首先相容劑具有較高的接枝率和烙體粘彈性,在高溫下對長玻纖纖維束具有優(yōu)良浸 潰效果,避免長玻纖束在高速牽引、造粒過程中產生開裂;其次是相容劑需具備優(yōu)異的耐高 溫性能,在高溫下長時間停留顏色不發(fā)生變化。目前,長玻纖增強聚丙締復合材料使用的相 容劑只能選取市場上通用的PP-g-MAH相容劑,而市場上常見的相容劑幾乎都是通過傳統(tǒng)烙 融接枝法生產,普遍存在接枝率相對較低、馬來酸酢單體殘留量較高且烙體粘彈性差等問 題,難W滿足長玻纖增強聚丙締復合材料對相容劑的需求。
[0004] 本發(fā)明通過配方的優(yōu)化和工藝調整,特別是引入第S接枝單體,制備出一種接枝 率高、粘彈性優(yōu)異且高溫條件下熱穩(wěn)定性好的馬來酸酢接枝聚丙締組合物,滿足了長玻纖 增強聚丙締復合材料對相容劑提出的新要求。
【發(fā)明內容】
[0005] 本發(fā)明目的是生產一種長玻纖增強聚丙締專用的馬來酸酢接枝聚丙締組合物及 其制備方法,該組合物具有較高的接枝率和良好的烙體粘彈性、在高溫條件下停留較長時 間后顏色幾乎不發(fā)生變化。能夠滿足長玻纖增強聚丙締復合材料對相容劑的更高要求。
[0006] 本發(fā)明是通過W下技術方案實現的:
[0007] 第一方面,本發(fā)明提供了一種長玻纖增強聚丙締專用的馬來酸酢接枝聚丙締組合 物,其包括按重量百分數計的如下組分: 聚丙締基化合物: 94~98%; 馬來酸if: 1~5%; 引發(fā)劑! 0.01~1〇/〇;
[000引 苯。婦: 0.3~3%; 第H接枝單體: 0.3~3%; 抗氧劑: 0.1~燃 潤滑劑: 0 1~1%
[0009] 其中,馬來酸酢添加量優(yōu)選1~5%,進一步優(yōu)選為1~4%,過多的MAH會造成產品 發(fā)黃且產生難W去除的刺激性氣味,MAH含量過少則影響最終產品性能;引發(fā)劑添加量優(yōu)選 0.01~1%,進一步優(yōu)選為0.1~0.6%,引發(fā)劑過多造成產品過度降解,過少則產生自由基 過少,影響馬來酸酢接枝效率;苯乙締添加量優(yōu)選0.3~3%,進一步優(yōu)選為0.5~2.5%,苯 乙締過多造成產品氣味大,過少則效果不明顯。
[0010] 作為優(yōu)選方案,所述第=接枝單體選自季戊四醇=丙締酸醋、季戊四醇四丙締酸 醋、二乙二醇二丙締酸醋、偏苯S酸S丙締醋、1,4-下二醇二甲基丙締酸醋、1,6-己二醇二 甲基丙締酸醋、S徑甲基丙烷S甲基丙締酸醋中的至少一種。
[0011] 作為優(yōu)選方案,所述聚丙締基化合物選自聚丙締均聚物和/或聚丙締與聚乙締、丙 締與乙締二元嵌段共聚物、丙締與乙締二元無規(guī)共聚物、乙締與1-下締共聚物、乙締與1-辛 締共聚物中的一種或多種。
[0012] 作為優(yōu)選方案,所述引發(fā)劑選自過氧化二異丙苯、雙叔下基過氧異丙基苯、2,5-二 甲基-2,5-雙(叔下過氧基)-3-己烘、2,5-二甲基-2,5-雙(過氧化叔下基)己燒、過氧化苯甲 酷、過氧化叔下基二碳酸醋、叔下基過氧化氨、過氧-2-乙基己基碳酸叔下醋中的至少一種。
[0013] 作為優(yōu)選方案,所述抗氧劑選自受阻酪類、受阻胺類和亞憐酸醋類抗氧劑中的至 少一種。
[0014] 作為優(yōu)選方案,所述潤滑劑選自白油、硬脂酸巧、硬脂酸鋒、乙撐雙硬脂酷胺中的 至少一種。
[0015] 第二方面,本發(fā)明還提供了一種如前述的馬來酸酢接枝聚丙締組合物的制備方 法,其包括如下步驟:
[0016] 將溶有馬來酸酢的液體通過噴淋方式與聚丙締基化合物均勻混合,加入抗氧劑和 潤滑劑混合均勻后從主喂料加入反應型擠出機;
[0017] 將引發(fā)劑和苯乙締和第=接枝單體的溶液通過雙螺桿擠出機的不同加料段連續(xù) 計量輸入,進行烙融接枝反應;
[0018] 經造粒及后處理,得到馬來酸酢接枝聚丙締產品。
[0019] 作為優(yōu)選方案,所述后處理的方法固相萃取或真空抽提。
[0020] 作為優(yōu)選方案,所述擠出機的接枝溫度為180~220°C,螺桿的轉速為200~ 400rpm〇
[0021] 作為優(yōu)選方案,所述反應型擠出機的螺桿的長徑比大于48。
[0022] 本發(fā)明通過配方的優(yōu)化和工藝調整,特別是引入第S接枝單體,制備出一種接枝 率高、粘彈性優(yōu)異且高溫條件下熱穩(wěn)定性好的馬來酸酢接枝聚丙締組合物,滿足了長玻纖 增強聚丙締復合材料對相容劑提出的新要求。
[0023] 與現有技術相比,本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0024] 1、本發(fā)明中,采取苯乙締作為第二接枝單體,有效降低聚丙締反應過程中0-鍵的 斷裂、提高接枝率;采用多官能團第=接枝單體與苯乙締起到良好的協同作用,進一步提高 產品接枝率的同時還有助于聚丙締接枝物形成支化結構,提升烙體粘彈性及加工時的耐溫 色變。
[0025] 2、第二接枝單體和苯乙締溶液、引發(fā)劑分別通過不同的側喂料設備加入,提前保 護聚丙締大分子自由基W防止反應擠出過程局部反應劇烈,分子鏈的過度降解;另一方面 引發(fā)劑的側喂料加入能夠有效提高引發(fā)劑的接枝效率;
[00%] 3、本發(fā)明中造粒后的產品經固相萃取、真空抽提的后處理工藝,進一步降低馬來 酸酢在聚丙締組合物中的殘留率。
【附圖說明】
[0027] 通過閱讀參照W下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述,本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0028] 圖1本發(fā)明中長玻纖增強聚丙締專用相容劑與常規(guī)相容劑的流變曲線;
[0029] 圖2本發(fā)明中用到的反應擠出設備示意圖;
[0030] 圖中:1、擠出機;2、主喂料罐;3、濾板;4、主喂料口;5、第一側喂料口;6、第一計量 累;7、第一側喂料罐;8、第二側喂料口; 9、第二側計量累;10、第二側喂料罐;11、第一真空 累;12、第二真空累;13、機頭;14、后處理裝置;15、驅動系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0031] 下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。W下實施例將有助于本領域的技術 人員進一步理解本發(fā)明,但不W任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是,對本領域的普通技術 人員來說,在不脫離本發(fā)明構思的前提下,還可W做出若干變形和改進。運些都屬于本發(fā)明 的保護范圍。
[0032] 本發(fā)明所用的反應型擠出設備的結構如圖1所示,包括擠出機1,擠出機1的兩端分 別設有驅動系統(tǒng)15和機頭13,沿驅動系統(tǒng)15向機頭13的方向,擠出機1上依次設有主喂料口 4、第一側喂料口 5和第二側喂料口 8,主喂料口 4的上方設有濾板3,濾板3的上方設有主喂料 罐2,第一側喂料口 5和第一側喂料罐7通過第一計量累6相連通,第二側喂料口 8和第二喂料 罐10通過第二計量累9相連通,機頭外側設有后處理裝置14。
[。。扣]實施例1
[0034] 首先將9.56kg聚丙締粉料(PP045,鎮(zhèn)海煉化)與溶有400g馬來酸酢的丙酬溶液通 過噴淋的方式均勻混合,然后再加入IOg的抗氧劑1010, IOg的抗氧劑168 W及20g硬脂酸巧, 通過高速混合機混合均勻后從主喂料加入;引發(fā)劑過氧化二異丙苯(DCP)含量為10%的白 油溶液從第二側喂料口加入。調節(jié)主喂料口和第二側喂料口的加入量分別為30kg/h和 600g/h〇
[0035] 該方案中采用同向雙螺桿擠出機的溫度為140°C、160°C、180°C、200°C、200°C、200 °C、200°C、200°C、200°C、200°C、200°C、190°C。雙螺桿的長徑比為48,螺桿轉速為250rpm,烙 體在螺桿中的停留時間大約為60s。制得樣品的相關測試結果如表1所示,流變數據如圖2所 /J、- O
[0036] 實施例2
[0037] 首先將9.56kg聚丙締粉料與溶有400g馬來酸酢的丙酬溶液通過噴淋的方式均勻 混合,然后再加入IOg的抗氧劑lOlOaOg的抗氧劑168W及20g硬脂酸巧,通過高速混合機混 合均勻后從主喂料加入;苯乙締從第一側喂料口加入。調節(jié)主喂