本發(fā)明涉及一種聚烯烴接枝物的制備方法,尤其涉及一種高接枝率聚烯烴接枝物的制備方法及該高接枝率聚烯烴接枝物的應(yīng)用。
背景技術(shù):
:多層復(fù)合膜是通過多層共擠出技術(shù),將不同材料結(jié)合到一起,具有不同材料的優(yōu)點(diǎn),并且具有某些特殊功能的薄膜;多層復(fù)合膜一般是由基層、粘結(jié)層和功能層組成,其中粘結(jié)層的作用在于改善基層和功能層間的相容性,粘結(jié)層主要是聚烯烴接枝物。工程塑料應(yīng)用中,由于不同高分子聚合物之間、聚合物與填充劑之間極性差異,在改性或合金化過程中需要添加一種相容劑以改善不相容聚合物界面問題,這種相容劑主要是聚烯烴接枝物;另外,聚烯烴接枝物還可以作為工程塑料的增韌劑,改善高分子材料的韌性。目前,聚烯烴接枝物的制備主要通過熔融擠出的方式,熔融擠出法制備聚烯烴接枝物過程中分子鏈易斷裂,大分子之間易交聯(lián),其中交聯(lián)反應(yīng)使得產(chǎn)物凝膠含量高,在多層復(fù)合膜應(yīng)用中也易引起晶點(diǎn),從而產(chǎn)生破膜。另外,熔融擠出法制備的聚烯烴接枝物顏色深、味道重、單體殘余量高,使其不能應(yīng)用在食品包裝膜中。而在相容劑和增韌劑應(yīng)用中,熔融擠出反應(yīng)法制備的聚烯烴接枝物,接枝率低,往往需要添加大量的接枝物才能達(dá)到增韌效果或者增容目的,另外,熔融接枝法的交聯(lián)反應(yīng)易引起體系的粘度增加,流變性能變差,加工性能差,不利于增韌改性和相容改性應(yīng)用。此外,熔融擠出法制備聚烯烴接枝物對(duì)設(shè)備要求高,要求擠出機(jī)耐腐蝕、長(zhǎng)徑比大、高真空,設(shè)計(jì)復(fù)雜,價(jià)格昂貴。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是,克服以上
背景技術(shù):
中提到的不足和缺陷,提供一種高接枝率聚烯烴接枝物的制備方法及該高接枝率聚烯烴接枝物的應(yīng)用,該聚烯烴接枝物接枝率高、交聯(lián)度低、氣味淡、顏色淺、單體殘余量低、粘結(jié)力強(qiáng),可以應(yīng)用于多層復(fù)合膜中,滿足食品包裝要求,也可以作為塑料改性中的相容劑和增韌劑,滿足塑料工程領(lǐng)域的應(yīng)用。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:一種高接枝率聚烯烴接枝物的制備方法,包括以下步驟:(1)先將反應(yīng)釜中的空氣置換成氮?dú)猓偈狗磻?yīng)釜的溫度升至80℃~180℃;(2)在氮?dú)獾谋Wo(hù)下將聚烯烴加入反應(yīng)釜中,待聚烯烴熔融后,加入反應(yīng)單體、引發(fā)劑和抑制交聯(lián)劑,并攪拌進(jìn)行反應(yīng);(3)將反應(yīng)釜抽真空后繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng),最后將反應(yīng)所得物料經(jīng)高壓擠出、拉條切粒,即得到所述高接枝率聚烯烴接枝物。上述的制備方法,優(yōu)選的,所述步驟(2)中,反應(yīng)的時(shí)間為1~360min。上述的制備方法,優(yōu)選的,所述步驟(3)中,抽真空至反應(yīng)釜內(nèi)壓力不高于-0.08MPa,反應(yīng)的時(shí)間為30-240min。上述的制備方法,優(yōu)選的,所述步驟(3)中,抽真空至反應(yīng)釜內(nèi)壓力為-0.08MPa~-0.1MPa。上述的制備方法,優(yōu)選的,所述聚烯烴選自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-辛稀共聚物或乙烯-丁烯共聚物中的任一種;所述聚烯烴添加量占聚烯烴和反應(yīng)單體總重量的95%~99%。上述的制備方法,優(yōu)選的,所述反應(yīng)單體選自馬來酸酐、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸中的一種或幾種;所述反應(yīng)單體添加量占聚烯烴和反應(yīng)單體總重量的1%~5%。上述的制備方法,優(yōu)選的,所述引發(fā)劑選自過氧化二異丙苯、2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁過氧基)己烷和過氧化二苯甲酰中的一種或兩種;所述引發(fā)劑添加量占反應(yīng)單體重量的5%~50%。上述的制備方法,優(yōu)選的,所述抑制交聯(lián)劑是亞磷酸三苯酯、亞磷酸二苯基烷基酯、亞磷酸三烷基酯中的一種或兩種;所述抑制交聯(lián)劑添加量與引發(fā)劑重量比為1∶1~4∶1。。本發(fā)明在反應(yīng)釜中熔融反應(yīng)接枝,接枝反應(yīng)過程中受熱更均勻,反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),反應(yīng)更加充分,接枝率更高;副反應(yīng)少,交聯(lián)度低;同時(shí),本發(fā)明采用一步抽真空反應(yīng)以除去殘余單體,抽真空時(shí)間長(zhǎng),真空度高,單體可以去除徹底,所得的聚烯烴接枝物氣味淡,顏色淺,單體殘余量低;聚烯烴接枝物接枝率高,其在多層復(fù)合膜中粘結(jié)力強(qiáng)。作為同一個(gè)發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明還提供一種上述的制備方法獲得的高接枝率聚烯烴接枝物在多層復(fù)合膜中的應(yīng)用。作為同一個(gè)發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明還提供一種上述的制備方法獲得的高接枝率聚烯烴接枝物在塑料改性中的應(yīng)用,其特征在于,在塑料改性中作為相容劑和/或增韌劑使用。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:(1)由本發(fā)明的方法制備的聚烯烴接枝物,具有接枝率高、交聯(lián)度低、氣味淡、顏色淺、單體殘余量低、粘結(jié)力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),其中馬來酸酐接枝率最高可達(dá)4.89%,單體殘余量在0.05%以下,粘結(jié)強(qiáng)度可達(dá)30N/15mm。(2)本發(fā)明的聚烯烴接枝物的制備方法中,反應(yīng)溫度低且溫度可控;反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)且時(shí)間可控,反應(yīng)效率高。(3)由本發(fā)明的制備方法獲得的聚烯烴接枝物可以適用于多層復(fù)合膜中,滿足食品包裝要求;也可以作為塑料改性中的相容劑和增韌劑,滿足塑料工程領(lǐng)域的應(yīng)用。具體實(shí)施方式為了便于理解本發(fā)明,下文將結(jié)合較佳的實(shí)施例對(duì)本文發(fā)明做更全面、細(xì)致地描述,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體實(shí)施例。除非另有定義,下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語只是為了描述具體實(shí)施例的目的,并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。除非另有特別說明,本發(fā)明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設(shè)備等均可通過市場(chǎng)購買得到或者可通過現(xiàn)有方法制備得到。實(shí)施例1:一種本發(fā)明的高接枝率聚烯烴接枝物的制備方法,包括以下步驟:(1)先將反應(yīng)釜抽成真空,再充氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜內(nèi)的空氣全部置換成氮?dú)?,加熱反?yīng)釜到150℃;(2)在氮?dú)獾谋Wo(hù)下將1980g聚乙烯加入反應(yīng)釜中,待聚乙烯熔融后,加入20g馬來酸酐、2g亞磷酸三苯酯和2g過氧化二異丙苯,攪拌并反應(yīng)30min;(3)然后將反應(yīng)釜抽真空至-0.09MPa繼續(xù)反應(yīng)30min,最后將反應(yīng)所得物料經(jīng)高壓擠出、拉條切粒,即得到聚烯烴接枝物。對(duì)比例1:本對(duì)比例的聚烯烴接枝物的制備方法,具體步驟為:(1)將1980g聚乙烯、20g馬來酸酐、2g亞磷酸三苯酯和2g過氧化二異丙苯經(jīng)高混機(jī)混合均勻;(2)將混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出,擠出溫度150℃,擠出機(jī)真空度為-0.09MPa,擠出后得到聚烯烴接枝物。實(shí)施例2:一種本發(fā)明的高接枝率聚烯烴接枝物的制備方法,包括以下步驟:(1)先將反應(yīng)釜抽成真空,再充氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜內(nèi)的空氣全部置換成氮?dú)?,加熱反?yīng)釜到80℃;(2)在氮?dú)獾谋Wo(hù)下將1900g乙烯-辛稀共聚物加入反應(yīng)釜中,待乙烯-辛稀共聚物熔融后,加入100g馬來酸酐、60g亞磷酸三苯酯和15g過氧化二苯甲酰,攪拌并反應(yīng)360min;(3)然后將反應(yīng)釜抽真空至-0.09MPa繼續(xù)反應(yīng)60min,最后將反應(yīng)所得物料經(jīng)高壓擠出、拉條切粒,即得到聚烯烴接枝物。對(duì)比例2:本對(duì)比例的聚烯烴接枝物的制備方法,具體步驟為:(1)將1900g乙烯-辛稀共聚物、100g馬來酸酐、20g亞磷酸三苯酯和15g過氧化二異丙苯經(jīng)高混機(jī)混合均勻;(2)將混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出,擠出溫度80℃,擠出機(jī)真空度為-0.09MPa,擠出后得到聚烯烴接枝物。實(shí)施例3:一種本發(fā)明的高接枝率聚烯烴接枝物的制備方法,包括以下步驟:(1)先將反應(yīng)釜抽成真空,再充氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜內(nèi)的空氣全部置換成氮?dú)?,加熱反?yīng)釜到180℃;(2)在氮?dú)獾谋Wo(hù)下將1960g聚丙烯加入反應(yīng)釜中,待聚丙烯熔融后,加入40g馬來酸酐、4g亞磷酸三苯酯和4g過氧化二苯甲酰,攪拌并反應(yīng)5min;(3)然后將反應(yīng)釜抽真空至-0.09MPa繼續(xù)反應(yīng)30min,最后將反應(yīng)所得物料經(jīng)高壓擠出、拉條切粒,即得到聚烯烴接枝物。實(shí)施例4:一種本發(fā)明的高接枝率聚烯烴接枝物的制備方法,包括以下步驟:(1)先將反應(yīng)釜抽成真空,再充氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜內(nèi)的空氣全部置換成氮?dú)?,加熱反?yīng)釜到130℃;(2)在氮?dú)獾谋Wo(hù)下將1970g聚乙烯加入反應(yīng)釜中,待聚乙烯熔融后,加入30g馬來酸酐、4g亞磷酸三苯酯、2g過氧化二異丙苯和2g過氧化二苯甲酰,攪拌并反應(yīng)30min后,升溫至170℃,繼續(xù)反應(yīng)30min;(3)然后將反應(yīng)釜抽真空至-0.09MPa繼續(xù)反應(yīng)60min,最后將反應(yīng)所得物料經(jīng)高壓擠出、拉條切粒,即得到聚烯烴接枝物。實(shí)施例5:一種本發(fā)明的高接枝率聚烯烴接枝物的制備方法,包括以下步驟:(1)先將反應(yīng)釜抽成真空,再充氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜內(nèi)的空氣全部置換成氮?dú)?,加熱反?yīng)釜到170℃;(2)在氮?dú)獾谋Wo(hù)下將1980g聚丙烯加入反應(yīng)釜中,待聚丙烯熔融后,加入20g丙烯酸、4g亞磷酸三苯酯和4g過氧化二異丙苯,攪拌并反應(yīng)20min;(3)然后將反應(yīng)釜抽真空至-0.085MPa繼續(xù)反應(yīng)50min,最后將反應(yīng)所得物料經(jīng)高壓擠出、拉條切粒,即得到聚烯烴接枝物。上述5個(gè)實(shí)施例和2個(gè)對(duì)比例得到的聚烯烴接枝物的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。表1實(shí)施例和對(duì)比例的性能測(cè)試結(jié)果由表1中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,本發(fā)明的制備方法制備聚烯烴接枝物相對(duì)于傳統(tǒng)的擠出方法制備的聚烯烴接枝物,接枝率高、單體殘余量低、顏色好、氣味淡、凝膠含量低、粘結(jié)強(qiáng)度高。該聚烯烴接枝物可以適用于多層復(fù)合膜中,滿足食品包裝要求;也可以作為塑料改性中的相容劑和增韌劑,滿足塑料工程領(lǐng)域的應(yīng)用。將實(shí)施例1制備得到的聚烯烴接枝物與對(duì)比例1制備得到的聚烯烴接枝物作為增韌劑,應(yīng)用在PA6改性中,結(jié)果見表2所示,加入本發(fā)明的聚烯烴接枝物后材料的沖擊強(qiáng)度提高了一倍多,可以看出本發(fā)明制備的聚烯烴接枝物對(duì)PA6增韌效果明顯,是一種良好的PA6增韌劑;從表中也可以看出,本發(fā)明制備的聚烯烴接枝物與PA6的相容性明顯好于對(duì)比例聚烯烴接枝物和未接枝改性的聚烯烴。表2聚烯烴接枝物對(duì)PA6性能影響沖擊強(qiáng)度/KJ/m2彎曲強(qiáng)度MPa純PA68.980.7PA6/PE6.765PA6/PE-g-MAH實(shí)施例118.575PA6/PE-g-MAH對(duì)比例110.170當(dāng)前第1頁1 2 3