一種超支化聚酯在塑料加工中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于塑料加工助劑的技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種超支化聚醋在塑料加工中的 應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 超支化聚合物（Hyperbranchedpolymer,皿P)是一類新興的高分子材料，具有Ξ 維立體結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)較規(guī)整、相對分子質(zhì)量分布很窄的特點(diǎn)。皿P具有類似球形的緊湊結(jié) 構(gòu)，分子鏈纏結(jié)少，因而粘度隨相對分子質(zhì)量的增加變化較小，而且由于分子中帶有許多官 能端基，對粘度、溶解性、熱穩(wěn)定性、玻璃化溫度及相對分子質(zhì)量分布等性質(zhì)有很大影響。超 支化聚合物具有類樹型的結(jié)構(gòu)(樹狀結(jié)構(gòu))，由于其類似于樹枝狀聚合物，在物理性能上也 具備著與樹枝狀聚合物相似的優(yōu)點(diǎn)；然而，其合成和純化的成本卻相對于樹枝狀聚合物低。 超支化聚合物具有良好的溶解性，較低的烙體粘度，并且相對于線性聚合物表面官能團(tuán)密 度極高；由于上述特征使皿P在共混應(yīng)用中具有很好的吸引力，它的特殊結(jié)構(gòu)使得其在提 高共混物的物理性質(zhì)上具有很大的潛力，如加工性、結(jié)晶行為、機(jī)械性能等。
[0003] 此產(chǎn)品可W在PP、PE、PC、PS、PPC、ABS、陽T、PBT、PLA聚乳酸或PA等塑料中具有 獨(dú)特的應(yīng)用性能。
[0004] 超支化聚合物添加到聚丙締等塑料基質(zhì)中可W顯著降低聚丙締等塑料的有效烙 體粘度，即降低了加工溫度，改善了塑料的表觀性能；此外，較低的添加量同樣能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn) 樣增強(qiáng)的烙融流動(dòng)性，可用于復(fù)雜的或薄的注塑部件；提高塑料的屈服強(qiáng)度，拉伸模量，缺 口懸臂梁式?jīng)_擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，進(jìn)而提高塑料的機(jī)械性能和加工性能；克服塑料加工過 程中烙體粘度較大，流動(dòng)性較差，較低溫度難于加工塑化成型，大型注塑件、薄壁注塑件注 塑不飽滿W及流痕、銀紋等外觀缺陷，還可W克服吹膜外觀不光滑、膜泡不穩(wěn)定、厚薄不均 勻的性能缺陷。 陽0化]例如：PPC的烙融加工過程中，熱降解在超過219°C溫度中發(fā)生，運(yùn)將嚴(yán)重影響產(chǎn) 品的性能。最為的可降解塑料PPC來說，應(yīng)用到塑料薄膜領(lǐng)域，拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)達(dá)不到薄膜級 LLDPE和PVC;本著添加助劑含量越少越好，盡量保證PPC的降解量，現(xiàn)有的添加含量較低的 助劑無法實(shí)現(xiàn)提高強(qiáng)度的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種超支化聚醋在塑料加工中的應(yīng)用，解決了現(xiàn)有技術(shù)中塑料熱降解 溫度高和拉伸強(qiáng)度不足而限制其應(yīng)用的問題。
[0007] 本發(fā)明的一種超支化聚醋在塑料加工中的應(yīng)用，其主要是通過W下技術(shù)方案加W 運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：將端徑基超支化聚醋按照質(zhì)量百分比為0. 1-5%的添加量加入到塑料中，混合 均勻，擠出造粒，干燥，得改性的塑料產(chǎn)品。
[0008] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，包括W下步驟：1)將端徑基超支化聚醋干燥，備用；2) 取塑料和步驟1)所得的端徑基超支化聚醋，混合，得混合物，備用；3)將雙螺桿擠出機(jī)升溫 至IJ160-170°c，預(yù)熱1-化后，將步驟2)所得混合物，投入雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒；4)將步 驟3)造出的粒子，在50°C下，干燥1-化，得改性的塑料產(chǎn)品。
[0009] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述端徑基超支化聚醋的制備方法為：在多元醇化合 物中，加入多徑基簇基化合物，并添加催化劑，多徑基簇基化合物與多元醇化合物的摩爾質(zhì) 量之比為3-16:1，催化劑的添加量為多元醇化合物和多徑基簇基化合物總質(zhì)量的0. 2-8% ; 在惰性氣體保護(hù)下，升溫至120-180°C，反應(yīng)2-8h;然后，在減壓條件下，繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；當(dāng) 反應(yīng)的酸值小于30m巧OH/g，反應(yīng)結(jié)束，得第一代端徑基超支化聚醋，端官能團(tuán)數(shù)為6-32 個(gè)；在第一代端徑基超支化聚醋中，繼續(xù)添加多徑基簇基化合物和催化劑，多徑基簇基化合 物的添加量為多元醇化合物摩爾質(zhì)量的6-32倍，催化劑的添加量為多元醇化合物和多徑 基簇基化合物總質(zhì)量的0. 2-8%，重復(fù)上述反應(yīng)，得第二代端徑基超支化聚醋，端官能團(tuán)數(shù) 為12-64個(gè)；在第二代端徑基超支化聚醋中，繼續(xù)加入多徑基簇基化合物和催化劑，多徑基 簇基化合物的添加量為多元醇化合物摩爾質(zhì)量的12-64倍，催化劑的添加量為多元醇化合 物和多徑基簇基化合物總質(zhì)量的0. 2-8%，重復(fù)上述反應(yīng)，得第Ξ代端徑基超支化聚醋，端 官能團(tuán)數(shù)為24-128個(gè)；W此類推，得到第N代端徑基超支化聚醋，N為自然數(shù)，官能團(tuán)數(shù)為 3X2N-16X2N個(gè)。
[0010] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述反應(yīng)的溫度為160°C，所述減壓條件是絕對真空度 為-0.IMPa至-0. 07MPa。
[0011] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述端徑基超支化聚醋為第一代端徑基超支化聚醋、 第二代端徑基超支化聚醋、第Ξ代端徑基超支化聚醋、第四代端徑基超支化聚醋、第五代端 徑基超支化聚醋中的一種或幾種。
[0012] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述多元醇化合物為多元醇或多元醇的衍生物，所述 多元醇為季戊四醇、Ξ徑甲基丙烷、丙Ξ醇、雙季戊四醇中的一種或幾種；所述多徑基簇基 化合物為多元簇酸、多徑基簇酸、多徑基酸酢中的一種或幾種；所述催化劑為對甲苯橫酸、 鐵酸下醋、二月桂酸二下基錫、辛酸亞錫中的一種或幾種。
[0013] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述端徑基超支化聚醋的添加量為0.5-1%，其分解溫 度為268°C。
[0014] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述步驟3)中，雙螺桿擠出機(jī)存在5-12個(gè)控溫區(qū)，每 個(gè)控溫區(qū)的加工溫度均為160°C。
[0015] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述步驟1)中，端徑基超支化聚醋于室溫下在真空烘 箱中進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為5-化；所述步驟4)中，粒子在鼓風(fēng)烘箱中進(jìn)行干燥。
[0016] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述步驟2)中，塑料和端徑基超支化聚醋在高速混合 機(jī)中進(jìn)行混合，混合時(shí)間為3-6min，混合速度為700-1500r/min;所述塑料為PPC、ABS、陽T、 PBT、PLA聚乳酸、PP、陽、PC、PS或PA中的一種或幾種。本發(fā)明優(yōu)選PPC作為應(yīng)用體系進(jìn)行 了系統(tǒng)的應(yīng)用研究。
[0017] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明PPC等塑料與超支化聚醋烙融共混物并通過雙螺桿 擠出機(jī)來對PPC等塑料進(jìn)行改性，超支化聚醋添加到PPC等塑料基質(zhì)中可W顯著降低PPC 等塑料的有效烙體粘度，即降低了加工溫度和熱降解；此外，較低的添加量同樣能夠?qū)崿F(xiàn) 運(yùn)樣增強(qiáng)的烙融流動(dòng)性，可W更加容易地?cái)D出成膜；改性后PPC等塑料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到了 30MPa，強(qiáng)度可超過薄膜級LLDPE和PVC。該超支化聚醋可作為PPC等塑料的加工助劑，降 低加工溫度和電機(jī)電流，改善了PPC等塑料制品的表觀質(zhì)量；超支化聚醋分解溫度較高，達(dá) 到268Γ;超支化聚醋有效提高了PPC等塑料薄膜的力學(xué)性能，并且添加含量較低；超支化 聚醋可W用于工業(yè)化生產(chǎn)、成本低、工業(yè)化推廣容易；降低了PPC等塑料加工成本，與同類 產(chǎn)品相比添加量少，成本低。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面將結(jié)合本發(fā)明的具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯 然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019] 實(shí)施例一 將端徑基超支化聚醋按照質(zhì)量百分比為0. 1%的添加量加入到PPC中，混合均勻，擠出 造粒，干燥，得改性的PPC產(chǎn)品。
[0020] 本發(fā)明中端徑基超支化聚醋的添加量采用質(zhì)量百分比表示，即添加量采用端徑基 超支化聚醋的質(zhì)量與PPC的質(zhì)量的比值表示；例如在本實(shí)施例中，端徑基超支化聚醋的添 加量為0. 1%，即在質(zhì)量為100份的PPC中添加質(zhì)量為0. 1份的端徑基超支化聚醋。 陽OW 實(shí)施例二 將端徑基超支化聚醋W質(zhì)量百分含量為5%的添加量加入到PPC中，混合均勻，擠出造 粒，干燥，得改性的PPC產(chǎn)品。 陽0巧 實(shí)施例S 將端徑基超支化聚醋干燥，備用；取PPC和上述端徑基超支化聚醋，混合，得混合物，此 時(shí)端徑基超支化聚醋的添加量為1%，備用；將雙螺桿擠出機(jī)升溫到160°C，預(yù)熱比后，將上 述混合物，投入雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒；將造出的粒子，于50°C下，干燥比，得改性的PPC 產(chǎn)品。 陽〇2引實(shí)施例四 將端徑基超支化聚醋干燥，備用；取PPC和上述端徑基超支化聚醋，混合，得混合物， 此時(shí)端徑基超支化聚醋的添加量為0. 5%，備用；將雙螺桿擠出機(jī)升溫到170°C，預(yù)熱化后， 將上述混合物，投入雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒；將造出的粒子，于50°C下，干燥化，得改性的 PPC產(chǎn)品。
[0024] 實(shí)施例五 將端徑基超支化聚醋于室溫下在真空烘箱干燥化，放于干燥密封空間保存，該物質(zhì)為 白色或淺黃色固體或者粘稠液體；PPC和超支化聚醋放于1500r/min的高速混合機(jī)中混合 3min，其中，端徑基超支化聚醋的添加量為0.25%;然后，導(dǎo)入密封干燥下料斗中，備用；將 雙螺桿擠出機(jī)10個(gè)溫區(qū)加熱到160°C，預(yù)熱Ih后，下料擠出造粒；然后，將造出的粒子放于 50°C鼓風(fēng)烘箱溫中干燥比，得改性的PPC產(chǎn)品。 陽〇2引 實(shí)施例六 在裝有機(jī)械攬拌、溫度計(jì)和回流冷凝器的1噸反應(yīng)蓋中，加入二徑甲基丙酸482Kg和季 戊四醇122Kg，加入3Kg辛酸亞錫催化劑，于氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱至160°C，反應(yīng)化；在抽真空 條件下，繼續(xù)反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)的酸值小于30mgKOH/g，反應(yīng)結(jié)束，冷卻，得到無色透明固體，為 第一代端徑基超支化聚醋，記作皿PE-10，端徑基數(shù)為8個(gè)。 陽0%] 在裝有機(jī)械攬拌、溫度計(jì)和回流冷凝器的1噸反應(yīng)蓋中，加入225Kg皿陽-10和 402Kg二徑甲基丙酸，加入3. 135Kg對甲苯橫酸，于氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱至160°C，反應(yīng)4h;在 抽真空條件下，繼續(xù)反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)的酸值小于30mg KOH/g，反應(yīng)結(jié)束，冷卻，得到無色透明固 體，為第二