欢迎光临小豌豆知识网!
当前位置:首页 > 化学技术 > 高分子化合> 一种极性聚丙烯复合材料及其制备方法独创技术28312字

一种极性聚丙烯复合材料及其制备方法

2021-02-10 02:37:03

一种极性聚丙烯复合材料及其制备方法

  技术领域

  本发明涉及聚丙烯复合材料领域,具体涉及一种极性聚丙烯复合材料及其制备方法。

  背景技术

  聚丙烯塑料是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂,原料来源丰富,耐化学药品性好,易于成型加工,价格便宜,可以多次循环使用。最重要的是可以通过共混、增强、填充等方式对其进行改性,从而实现聚丙烯材料通用塑料工程化、高性能化,满足其在家用电器、汽车内外饰件、健身、办公用品和卫生洁具等应用领域的需求。但是,由于聚丙烯表面非极性,使得其亲水性、染色性、抗静电性及与极性材料的相容性差,这些不足限制了聚丙烯在许多领域的应用。

  常用的提高聚丙烯极性的方法有表面接枝法、表面交联法、表面涂覆改性法、添加极性物质共混法等。以上的改性方法均可以有效地提高聚丙烯料的极性,但除直接添加极性物质共混法外,其他改性方法均存在加工工艺复杂或者改性成本过高的问题。

  专利CN101717548A公开了一种直接添加极性物质如热塑性聚氨酯树脂(TPU)、马来酸酐接枝聚丙烯、环氧树脂、乙烯丙烯酸酯(EEA)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)等制备极性聚丙烯复合材料的方法,但大量加入极性物质会导致材料相容性较差,复合材料综合性能较低,无法满足使用要求。专利CN101768394A公开了一种通过添加马来酸酐接枝聚丙烯制备高极性聚丙烯材料,但马来酸酐接枝率较低,存在添加量高、材料极性改善效果不明显的问题。专利CN101768394A公开了一种通过添加聚氯乙烯有效改善了聚丙烯复合材料极性方法,能够有效改善聚丙烯材料的极性,其采用超支化聚酰胺酯作为相容剂能够在一定程度上改性材料相容性,但相容剂的分子量大并且分散困难,另外,其与基体树脂相容性受限从而限制了材料性能提升。专利CN1408732A公开了一种利用聚合物或者有机低分子化合物在其氯化反应同时,进行接枝共聚反应的方法,该方法一方面直接利用氯气进行取代反应,整个反应过程活性低,氯化反应温度较高,材料降解严重;另一方面氯气与烯类单体共存时易发生加成反应,降低共聚接枝的反应活性。

  发明内容

  本发明的目的在于,针对现有制备技术所获材料极性提高幅度有限的问题,提供一种高极性聚丙烯复合材料,该材料大幅度改善了材料的极性,提高了材料的相容性和力学性能。

  为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:

  一种极性聚丙烯复合材料,所述极性聚丙烯复合材料包含以下组分:

  聚丙烯35-83.2份,优选47-73份;

  含氯聚烯烃8-25份,优选10-20份;

  聚烯烃弹性体3-12份,优选5-10份;

  超支化多相聚合物0.8-8份,优选2-6份;

  填料5-20份,优选10-17份;

  其中,所述超支化多相聚合物是在改性烯烃中引入不饱和极性单体形成的超支化多相聚合物;优选改性烯烃的基材为聚丙烯和聚乙烯的共混物;优选不饱和极性单体为含有至少2个不饱和键的脂肪酸。

  本发明中,所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的一种或多种;优选的,所述聚丙烯熔融指数为8-35g/10min(230℃,2.16kg)。

  本发明中,所述含氯聚烯烃包含聚氯乙烯、偏氯乙烯、氯化聚乙烯和氯化聚丙烯中的一种或多种;优选的,所述含氯聚烯烃分子量在40,000-120,000。含氯聚烯烃是一种高极性聚合物,具有强度高、耐腐蚀性强、阻燃和价格低廉等优点,将其引入聚丙烯材料体系中可以有效增加聚丙烯材料的极性,同时自聚合引入的柔性长链极性基团,能够有效迁移至材料表面,协同含氯烯烃大幅度改善聚丙烯复合材料的极性,并且多相支化结构铆钉固定作用有效解决了因极性分子迁移导致表面极性降低问题,有效改善了聚丙烯制件的喷涂性、粘接性等与表面极性相关的性能。

  本发明中,所述聚烯烃弹性体选自乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物和聚苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种或多种。

  在一种实施方案中,所述填料优选为滑石粉。

  在另一种实施方案中,所述极性聚丙烯复合材料添加本领域常用的一些助剂,例如0.3-1.1份抗氧剂,优选0.5-0.9份;0.1-0.5份水滑石,优选0.2-0.4份;0.1-0.5份硬脂酸钙,优选0.2-0.4份。

  本发明中,所述超支化多相聚合物通过如下方法制备:

  S1:将聚丙烯、聚乙烯和抗氧剂挤出造粒;

  S2:将S1的粒料置于氟气-氯气混合气体氛围中,加热进行活化改性处理,获得氯化改性聚丙烯-聚乙烯;

  S3:在氯化改性聚丙烯-聚乙烯中加入不饱和极性单体,加热引发不饱和极性单体原位自聚合,获得原位聚合改性的氯化聚烯烃材料;

  S4:将S3中的原位聚合改性的氯化聚烯烃材料投入溶剂中,经加热、溶解、分离、洗涤和干燥,获得超支化多相聚合物。

  通过碳氯键后加热裂解产生的自由基引发不饱和极性单体接枝,接枝后不饱和极性单体在加热条件下发生聚合或扩链反应,形成如附图1所示超支化结构,图1中的结构中不饱和极性单体以亚油酸为例。

  上述方法首先通过氯化过程中产生活性自由基的耦合实现聚丙烯和聚乙烯混合物分子链之间桥接,克服聚丙烯与聚乙烯由于结晶温度不同导致的分层问题,获得同时含聚乙烯和聚丙烯长链的嵌段结构的聚烯烃材料。并且通过引入碳氯键获得含有氯化乙烯和氯化丙烯结构的氯化聚烯烃。同时,以氯化改性过程中产生自由基(如烷基过氧自由基)以及碳氯键后加热裂解产生的自由基作为活性位点引发柔性长链、多不饱和极性单体自聚合,最终获得一种具有多相态、多元化学结构的超支化多相聚合物。在熔融挤出过程中,将上述超支化多相聚合物作为相容剂有效地改善了聚丙烯、聚氯乙烯的相容性,同时自聚合引入的柔性长链极性基团,能够迁移至材料表面,协同含氯烯烃大幅度改善聚丙烯材料的极性,并且超支化多相结构有效避免了直接混合极性分子因迁移带来的短时效性问题。

  本发明中,所述S1中的原料包含:

  聚丙烯35-75份,优选40-65份,

  聚乙烯25-65份,优选35-60份,

  0.2-0.3份抗氧剂1010,0.2-0.3份抗氧剂168。

  本发明中,所述聚乙烯选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的一种或多种;优选的,所述聚乙烯的熔融指数为6-25g/10min(190℃,2.16kg)。

  本发明中,所述S2中氟气-氯气混合气体的压力为10-80KPa,优选30-60KPa;氟气比例为0.5vol%-3.0vol%,优选0.8vol%-2.0vol%,以混合气体总体积计;处理时间为0.5-3h,优选0.8-2h;反应温度40-110℃,优选60-100℃。

  本发明中,所述S2处理后进行气体置换,置换气体为惰性气体和氧气的混合气体,混合气体中氧气的比例为1vol%-10vol%,优选3vol%-8vol%,以混合气体总体积计。

  本发明中,所述S3中不饱和极性单体选自桐油酸、亚油酸、亚麻酸、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸中的一种或多种。

  上述S3在氯化聚烯烃材料基础上,通过氯化过程中产生自由基和受热裂解产生的自由基作为活性位点引发柔性长链、多不饱和极性单体自聚合,并且在抽真空条件下,通过反应温度进行有效调节自聚合反应活性,多元双键提供多个方向聚合生长,最终获得多相态、多元化学结构的超支化多相聚合物,其中多相态包含聚乙烯、聚丙烯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯以及多元不饱和聚烯烃共聚物,多元化学结构包含烯烃结构、氯接枝结构和羧基基团等化学结构。

  本发明中,所述S3自聚合反应的温度为100-150℃,反应时间1-4h。

  本发明中,所述S4中加热温度为130-140℃。

  本发明的另一目的在于提供一种制备所述极性聚丙烯复合材料的方法。

  一种制备所述的极性聚丙烯复合材料的方法,所述制备方法为:将聚丙烯、含氯聚烯烃、聚烯烃弹性体、超支化多相聚合物、填料、助剂混合均匀后,通过主喂料口加入到双螺杆挤出机,熔融挤出造粒,经过冷却、切粒,得到所述极性聚丙烯复合材料;优选的,所述双螺杆挤出机的转数为150~300转/分,反应温度为170~220℃,优选180-210℃。

  本发明中所述混合气体压力均为表压,所述抽真空条件下的釜内压力均为绝压。

  本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:

  (1)通过超支化结构引入的柔性长链极性基团,能够有效迁移至材料表面,协同含氯烯烃大幅度改善聚丙烯复合材料的极性,并且多相支化结构铆钉固定作用有效解决了因极性分子迁移导致表面极性降低问题。

  (2)多相态、多元化化学结构的氯化聚烯烃共聚物作为相容剂,有效改善了熔融挤出过程中非极性聚丙烯、聚烯烃弹性体和高极性聚氯乙烯的相容性,解决了两相材料分层,难分散问题,从而获得了力学性能优异的聚丙烯复合材料,其中拉伸强度达到20-23MPa,弯曲模量达到1450-2200MPa。

  附图说明

  附图1为超支化多相聚合物结构示意图。

  具体实施方式

  下面结合实施例对本发明作进一步描述,但本发明的保护范围不仅仅局限于实施例,还应包括在本发明的权利要求范围内其他任何公知的改变。

  主要原料和设备仪器如下:

  嵌段共聚聚丙烯:中沙石化,EP548RQ,熔融指数为28-32g/10min(230℃,2.16kg)。

  均聚聚丙烯:中海壳牌,HP500N,熔融指数为8-12g/10min(230℃,2.16kg)。

  高密度聚乙烯:独山子石化,DMDA8008,熔融指数7-8g/10min(190℃,2.16kg)。

  线性低密度聚乙烯:独山子石化,DNDA8320,熔融指数18-22g/10min(190℃,2.16kg)。

  聚氯乙烯:万华自制,分子量60,000。

  聚偏氯乙烯:万华自制,分子量100,000。

  乙烯-辛烯聚烯烃弹性体:陶氏化学,Engage 8100,乙烯-辛烯共聚物,熔融指数1g/10min(190℃,2.16kg)。

  乙烯-丁烯聚烯烃弹性体:陶氏化学,Engage 7467,乙烯-丁烯共聚物,熔融指数1g/10min(190℃,2.16kg)。

  亚麻酸:武汉浩荣生物科技有限公司,纯度≥99%。

  滑石粉:辽宁艾海滑石粉有限公司,艾海AH51210L,目数2000-3000。

  抗氧剂:瑞士汽巴精化公司,抗氧剂1010、抗氧剂168。

  水滑石:日本协和化学工业株式会社,DHT-4A。

  氟气:湖北卓熙氟化股份有限公司,浓度为10vol%。

  氯气:万华化学自产,纯度99.9%。

  双螺杆挤出机:科倍隆(南京)机械有限公司,型号CTE35 PLUS。

  熔融指数仪:INSTRON CEAST(美国),型号MF30,按照ISO1133标准测试。

  力学性能测试:测试方法按照ISO 527、ISO 178和ISO180标准,采用英斯特朗拉伸仪INSTRON 5966、冲击仪INSTRON CEAST9050测试。

  表面能测试:采用美国A.shine达因笔,表面能范围25-45mN/m。

  化学组成测试:氯含量和氧含量通过X射线光电子能谱分析(XPS)分析超支化多相聚合物的化学元素组成获得。

  材料相容性表征:材料相容性通过材料熔融指数进行表征,本发明的材料相容性是基于氯化聚烯烃多元化结构设计提高不同材料之间相容性实现的,材料之间极性增加,从而使材料的熔融指数降低。

  实施例1

  1)称取嵌段共聚聚丙烯75Kg、高密度聚乙烯25Kg、0.3Kg抗氧剂1010、0.2Kg抗氧剂168,经高混机混合均匀后,在温度210℃熔融挤出、造粒,获得聚丙烯/聚乙烯的共混物。

  2)将上述步骤(1)共混物进行加热和抽真空除去水分后,置于10kPa的氟气/氯气混合气体氛围下加热至40℃进行活化改性,氟气浓度为0.5vol%,氯气浓度为99.5vol%,反应时间为0.5h,之后用氮气/氧气(氧气占混合气体1vol%)混合气体进行置换,得到氯化改性聚丙烯/聚乙烯的共混物。

  3)将上述步骤(2)中80Kg氯化处理改性混合物中加入40Kg亚油酸(比例1:0.5),在抽真空条件下(釜内压力<200Pa)加热至100℃进行原位聚合反应1h,之后进行洗涤、分离和干燥(真空干燥,80℃),获得亚油酸改性的氯化聚烯烃材料。

  4)将上述步骤(3)中亚油酸改性的氯化聚烯烃产物60Kg放入二甲苯溶剂中,氯化性混合物的二甲苯溶液浓度为10wt%,在130℃加热搅拌2h进行溶解,之后将溶液用布氏漏斗过滤分离,之后用二甲苯进行洗涤,并在80℃下真空烘箱中干燥2h,得到超支化多相聚合物,其中表示氯化聚烯烃氯化率的指标氯含量为6.5wt%,表示亚油酸接枝聚合量的氧含量为1.8wt%。

  5)称取嵌段共聚聚丙烯83.2Kg、聚氯乙烯8Kg、乙烯-辛烯聚烯烃弹性体3Kg、超支化多相聚合物0.8Kg、滑石粉5Kg、0.2Kg抗氧剂1010、0.2Kg抗氧剂168,0.1Kg水滑石、0.1Kg硬脂酸钙,在高混机中混合2分钟,搅拌混合均匀。之后,将混合均匀物料倒入双螺杆挤出机进料口,在温度180℃和转速为150转/分钟的条件下熔融挤出,挤成条状的初料,经过水槽和空气中冷却,再由切粒机切成塑料粒子。进行熔融指数、力学性能和表面能测试,结果见表1。

  实施例2

  1)称取均聚聚丙烯60Kg、线性低密度聚乙烯40Kg、0.3Kg抗氧剂1010、0.2Kg抗氧剂168,经高混机混合均匀后,在温度200℃熔融挤出、造粒,获得聚丙烯/聚乙烯的共混物。

  2)将上述步骤(1)共混物进行加热和抽真空除去水分后,置于30kPa的氟气/氯气混合气体氛围下加热至60℃进行活化改性,氟气浓度为0.8vol%,氯气浓度为99.2vol%,反应时间为0.8h,之后用氮气/氧气(氧气占混合气体3vol%)混合气体进行置换,得到氯化改性聚丙烯/聚乙烯的共混物。

  3)将上述步骤(2)中80Kg氯化处理改性混合物中加入80Kg亚麻酸(比例1:1),在抽真空条件下(釜内压力<200Pa)加热至110℃进行原位聚合反应2h,之后进行洗涤、分离和干燥(真空干燥,80℃),获得亚麻酸改性的氯化聚烯烃材料。

  4)将上述步骤(3)中亚麻酸改性的氯化聚烯烃产物放入二甲苯溶剂中,氯化性混合物的二甲苯溶液浓度为10wt%,在130℃加热搅拌2h进行溶解,之后将溶液用布氏漏斗进行过滤分离,之后用二甲苯进行溶剂洗涤,并在80℃下真空烘箱中干燥2h,得到超支化多相聚合物,其中表示氯化聚烯烃氯化率的指标氯含量为12.3wt%,表示亚麻酸接枝聚合量的氧含量为3.2wt%。

  5)称取均聚聚丙烯73Kg、聚氯乙烯10Kg、乙烯-辛烯聚烯烃弹性体5Kg、超支化多相聚合物2Kg、滑石粉10Kg、0.3Kg抗氧剂1010、0.2Kg抗氧剂168,0.2Kg水滑石、0.2Kg硬脂酸钙,在高混机中混合2分钟,搅拌混合均匀。之后,将混合均匀物料倒入双螺杆挤出机进料口,在温度190℃和转速为170转/分钟的条件下熔融挤出,挤成条状的初料,经过水槽和空气中冷却,再由切粒机切成塑料粒子。进行熔融指数、力学性能和表面能测试,结果见表1。

  实施例3

  1)称取嵌段共聚聚丙烯50Kg、高密度聚乙烯50Kg、0.3Kg抗氧剂1010、0.2Kg抗氧剂168,经高混机混合均匀后,在温度190℃熔融挤出、造粒,获得聚丙烯/聚乙烯的共混物。

  2)将上述步骤(1)共混物进行加热和抽真空除去水分后,置于50kPa的氟气/氯气混合气体氛围下加热至80℃进行活化改性,氟气浓度为1.2vol%,氯气浓度为98.8vol%,反应时间为1.0h,之后用氮气/氧气(氧气占混合气体5vol%)混合气体进行置换,得到氯化改性聚丙烯/聚乙烯的混合物。

  3)将上述步骤(2)中80Kg氯化处理改性混合物中加入160Kg亚麻酸(比例1:2),在抽真空条件下(釜内压力<200Pa)加热至120℃进行原位聚合反应3h,之后进行洗涤、分离和干燥(真空干燥,80℃),获得亚麻酸改性的氯化聚烯烃材料。

  4)将上述步骤(3)中亚麻酸改性的氯化聚烯烃产物放入二甲苯溶剂中,氯化性混合物的二甲苯溶液浓度为10wt%,在130℃加热搅拌2h进行溶解,之后将溶液用布氏漏斗进行过滤分离,之后用二甲苯进行溶剂洗涤,并在80℃下真空烘箱中干燥2h,得到超支化多相聚合物,其中表示氯化聚烯烃氯化率的指标氯含量为18.6wt%,表示亚麻酸接枝聚合量的氧含量为5.3wt%。

  5)称取嵌段共聚聚丙烯58Kg、聚氯乙烯15Kg、乙烯-丁烯共聚物8Kg、超支化多相聚合物4Kg、滑石粉15Kg、0.3Kg抗氧剂1010、0.3Kg抗氧剂168、0.3Kg水滑石、0.3Kg硬脂酸钙,在高混机中混合2分钟,搅拌混合均匀。之后,将混合均匀物料倒入双螺杆挤出机进料口,在温度200℃和转速为180转/分钟的条件下熔融挤出,挤成条状的初料,经过水槽和空气中冷却,再由切粒机切成塑料粒子。进行熔融指数、力学性能和表面能测试,结果见表1。

  实施例4

  1)称取嵌段共聚聚丙烯40Kg、高密度聚乙烯60Kg、0.3Kg抗氧剂1010、0.2Kg抗氧剂168,经高混机混合均匀后,在温度190℃熔融挤出、造粒,获得聚丙烯/聚乙烯的共混物。

  2)将上述步骤(1)共混物进行加热和抽真空除去水分后,置于60kPa的氟气/氯气混合气体氛围下加热至100℃进行活化改性,氟气浓度为2vol%,氯气浓度为98vol%,反应时间为2.0h,之后用氮气/氧气(氧气占混合气体7vol%)混合气体进行置换,得到氯化改性聚丙烯/聚乙烯的共混物。

  3)将上述步骤(2)中80kg氯化处理改性混合物中加入240kg亚油酸(比例1:3),在抽真空条件下(釜内压力<200Pa)加热至130℃进行原位聚合反应3h,之后进行分离、洗涤和干燥(真空干燥,80℃),获得亚油酸改性的氯化聚烯烃材料。

  4)将上述步骤(3)中亚油酸改性的氯化聚烯烃产物放入二甲苯溶剂中,氯化性混合物的二甲苯溶液浓度为10wt%,在130℃加热搅拌2h进行溶解,之后将溶液用布氏漏斗进行过滤分离,之后用二甲苯溶剂洗涤,并在80℃下真空烘箱中干燥2h,得到超支化多相聚合物,其中表示氯化聚烯烃氯化率的指标氯含量为22.2wt%,表示亚油酸接枝聚合量的氧含量为6.7wt%。

  5)称取嵌段共聚聚丙烯47Kg、聚氯乙烯20Kg、乙烯-辛烯共聚物10Kg、超支化多相聚合物6Kg、滑石粉17Kg、0.4Kg抗氧剂1010、0.3Kg抗氧剂168、0.4Kg水滑石、0.4Kg硬脂酸钙,在高混机中混合2分钟,搅拌混合均匀。之后,将混合均匀物料倒入双螺杆挤出机进料口,在温度210℃和转速为250转/分钟的条件下熔融挤出,挤成条状的初料,经过水槽和空气中冷却,再由切粒机切成塑料粒子。进行熔融指数、力学性能和表面能测试,结果见表1。

  实施例5

  1)称取嵌段共聚聚丙烯35Kg、高密度聚乙烯65Kg、0.3Kg抗氧剂1010、0.2Kg抗氧剂168、经高混机混合均匀后,在温度180℃熔融挤出、造粒,获得聚丙烯/聚乙烯的共混物。

  2)将上述步骤(1)共混物进行加热和抽真空除去水分后,置于80kPa的氟气/氯气混合气体氛围下加热至110℃进行活化改性,氟气浓度为3vol%,氯气浓度为97vol%,反应时间为3.0h,之后用氮气/氧气(氧气占混合气体10vol%)混合气体进行置换,得到氯化改性聚丙烯/聚乙烯的共混物。

  3)将上述步骤(2)中80kg氯化处理改性混合物中加入320kg亚麻酸(比例1:4),其中聚丙烯/聚乙烯混合物与亚麻酸比例4:1,在抽真空条件下(釜内压力<200Pa)加热至150℃进行原位聚合反应4h,之后进行分离、洗涤和干燥(真空干燥,80℃),获得亚麻酸改性的氯化聚烯烃材料。

  4)将上述步骤(3)中亚麻酸改性的氯化聚烯烃产物放入二甲苯溶剂中,氯化性混合物的二甲苯溶液浓度为10wt%,在135℃加热搅拌2h进行溶解,之后将溶液进行过滤分离、溶剂洗涤,并在80℃下真空烘箱中干燥2h,得到超支化多相聚合物,其中表示氯化聚烯烃氯化率的指标氯含量为28.9wt%,表示亚麻酸接枝聚合量的氧含量为8.4wt%。

  5)称取嵌段共聚聚丙烯35Kg、聚偏氯乙烯25Kg、乙烯-辛烯共聚物12Kg、超支化多相聚合物8Kg、滑石粉20Kg、0.4Kg抗氧剂1010、0.4Kg抗氧剂168,0.5Kg水滑石、0.5Kg硬脂酸钙,在高混机中混合2分钟,搅拌混合均匀。之后,将混合均匀物料倒入双螺杆挤出机进料口,在温度220℃和转速为300转/分钟的条件下熔融挤出,挤成条状的初料,经过水槽和空气中冷却,再由切粒机切成塑料粒子。进行熔融指数、力学性能和表面能测试,结果见表1。

  对比例1

  本对比例与实施例1对比,不同在于本对比例采用未接枝亚油酸的氯化聚丙烯/聚乙烯对比参考物质。

  1)称取嵌段共聚聚丙烯75Kg、高密度聚乙烯25Kg、0.3Kg抗氧剂1010、0.2Kg抗氧剂168,经高混机混合均匀后,在温度210℃熔融挤出、造粒,获得聚丙烯/聚乙烯的共混物。

  2)将上述步骤(1)混合物进行加热和抽真空除去水分后,置于10kPa的氟气/氯气混合气体氛围下加热至40℃进行活化改性,氟气浓度为0.5vol%,氯气浓度为99.5vol%,反应时间为0.5h,之后用氮气/氧气(氧气占混合气体1vol%)混合气体进行置换,得到氯化改性聚丙烯/聚乙烯的共混物。

  3)将上述步骤(2)中氯化改性混合物放入二甲苯溶剂中,在130℃加热搅拌2h进行溶解,其中氯化性混合物的二甲苯溶液浓度为10wt%,之后将溶液进行分离、洗涤,并在80℃下真空烘箱中干燥2h,得到氯化改性聚烯烃,其中表示氯化聚烯烃氯化率的指标氯含量为8.9wt%。

  4)称取嵌段共聚聚丙烯83.2Kg、聚氯乙烯8Kg、乙烯-辛烯共聚物3Kg、氯化聚烯烃0.8Kg、滑石粉5Kg、0.2Kg抗氧剂1010、0.2Kg抗氧剂168,0.1Kg水滑石、0.1Kg硬脂酸钙,在高混机中混合2分钟,搅拌混合均匀。之后,将混合均匀物料倒入双螺杆挤出机进料口,在温度180℃和转速为150转/分钟的条件下熔融挤出,挤成条状的初料,经过水槽和空气中冷却,再由切粒机切成塑料粒子。进行熔融指数、力学性能和表面能测试,结果见表1。

  对比例2

  本对比例与实施例1比,不同在于本对比例直接物理共混亚油酸作为对比参考物质。

  1)称取嵌段共聚聚丙烯75Kg、高密度聚乙烯25Kg、0.3Kg抗氧剂1010、0.2Kg抗氧剂168,经高混机混合均匀后,在温度210℃熔融挤出、造粒,获得聚丙烯/聚乙烯的共混物。

  2)将上述步骤(1)混合物进行加热和抽真空除去水分后,置于10kPa的氟气/氯气混合气体氛围下加热至40℃进行活化改性,氟气浓度为0.5vol%,氯气浓度为99.5vol%,反应时间为0.5h,之后用氮气/氧气(氧气占混合气体1vol%)混合气体进行置换,得到氯化改性聚丙烯/聚乙烯的共混物。

  3)将上述步骤(2)中氯化改性混合物放入二甲苯溶剂中,氯化性混合物的二甲苯溶液浓度为10wt%,在130℃加热搅拌2h进行溶解,之后将溶液进行分离、洗涤,并在80℃下真空烘箱中干燥2h,得到氯化改性聚烯烃,其中表示氯化聚烯烃氯化率的指标氯含量为8.9wt%。

  4)称取嵌段共聚聚丙烯83.2Kg、聚氯乙烯8Kg、乙烯-辛烯共聚物3Kg、滑石粉5Kg、氯化改性聚烯烃0.65Kg、亚麻酸0.15Kg、0.2Kg抗氧剂1010、0.2Kg抗氧剂168、0.1Kg水滑石、0.1Kg硬脂酸钙,在高混机中混合2分钟,搅拌混合均匀。之后,将混合均匀物料倒入双螺杆挤出机进料口,在温度180℃和转速为150转/分钟的条件下熔融挤出,挤成条状的初料,经过水槽和空气中冷却,再由切粒机切成塑料粒子。进行熔融指数、力学性能和表面能测试,结果见表1。

  对比例3

  本对比例与实施例1比,不同在于本对比例采用马来酸酐作为对比参考物质。

  1)称取嵌段共聚聚丙烯75Kg、高密度聚乙烯25Kg、0.3Kg抗氧剂1010、0.2Kg抗氧剂168,经高混机混合均匀后,在温度210℃熔融挤出、造粒,获得聚丙烯/聚乙烯的共混物。

  2)将上述步骤(1)90Kg共混物和45Kg马来酸酐进行加热和抽真空除去水分后,置于10kPa的氟气/氯气混合气体氛围下加热至40℃进行活化改性,氟气浓度为0.5vol%,氯气浓度为99.5vol%,反应时间为0.5h,之后用氮气/氧气(氧气占混合气体1vol%)混合气体进行置换,得到马来酸酐共聚氯化改性聚丙烯/聚乙烯的共混物。

  3)将上述步骤(2)中马来酸酐共聚氯化改性聚丙烯/聚乙烯的共混物放入二甲苯溶剂中,氯化性混合物的二甲苯溶液浓度为10wt%,在130℃加热搅拌2h进行溶解,之后将溶液进行过滤分离、溶剂洗涤,并在80℃下真空烘箱中干燥2h,得到马来酸酐共聚改性氯化改性聚烯烃(其中氯含量为3.2wt%,氧含量0.4wt%)。

  4)称取嵌段共聚聚丙烯83.2Kg、聚氯乙烯5Kg、乙烯-辛烯共聚物3Kg、滑石粉5Kg、亚油酸共聚改性氯化改性聚烯烃0.8Kg、0.2Kg抗氧剂1010、0.2Kg抗氧剂168,0.1Kg水滑石、0.1Kg硬脂酸钙,在高混机中混合2分钟,搅拌混合均匀。之后,将混合均匀物料倒入双螺杆挤出机进料口,在温度180℃和转速为150转/分钟的条件下熔融挤出,挤成条状的初料,经过水槽和空气中冷却,再由切粒机切成塑料粒子。进行熔融指数、力学性能和表面能测试,结果见表1。

  表1各实施例及对比例聚丙烯材料的物性指标

  

  从上表的对比可见,对比实施例1和对比例1,超支化多相聚合物可以提高聚丙烯复合材料相容性、力学性能和极性,并且随着超支化多相聚合物和聚氯乙烯比例增加,能够在保持材料复合材料力学性能的同时,极性大幅度提高。对比实施例1和对比例2,超支化多相聚合物赋予材料极性基本随时间不衰减;对比实施例1和对比例3,采用氯化同时进行共聚方法获得超支化多相聚合物氯化率、聚合效率较低。

  以上实施例仅用以本发明的较优选实施方式进行描述,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换做出的各种变型和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

《一种极性聚丙烯复合材料及其制备方法.doc》
将本文的Word文档下载到电脑,方便收藏和打印
推荐度:
点击下载文档

文档为doc格式(或pdf格式)