马来酸酐接枝聚丙烯组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子领域，涉及一种低用量、高接枝率马来酸酐接枝聚丙烯组合物 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)是一种聚丙烯复合材料中常用的相容剂，常用来 改善聚丙烯与极性填料之间的相容性。PP-g-MAH的生产方法主要有反应挤出接枝法、固相 接枝法和溶液接枝法。相比较而言，反应挤出接枝法具有操作简单、成本低等优点，已成为 目前制备PP-g-MAH产品应用最广泛的方法。
[0003] 市场上常见的PP-g-MAH产品，普遍存在接枝率相对较低、熔融指数(MFI)偏高，残 留马来酸酐单体及其气味无法完全去除等问题。以30%玻纤增强填充聚丙烯(PPGF30)体系 为例，通常需要加入3-5wt %的PP-g-MAH产品作为相容剂，才能达到较好效果。PPGF30体系 中添加3-5wt%的PP-g-MAH会带来最终制品气味大，生产成本偏高以及制品其他性能下降 等一系列问题。
[0004] 然而，最常见的解决方法是通过引入第二单体，提升马来酸酐的接枝效率，降低马 来酸酐残留；或者通过后处理，一定程度上降低马来酸酐残留。第二单体的引入一定程度上 能够提升马来酸酐的接枝效率，降低马来酸酐残留，但通常会引入第二单体的气味;后处理 工艺主要包括使用溶剂洗涤、固相萃取以及高温真空抽提等，实验表明，后处理工艺对减少 马来酸酐在聚丙烯粒子表明的残留有一定效果，而对降低聚丙烯粒子内部的残留效果甚 微。
[0005] 如何通过工艺调整和配方的优化，提升PP-g-MAH产品的接枝率，降低马来酸酐残 留及气味一直是该领域的难题。
【发明内容】
[0006] 本发明目的是生产一种低用量、高接枝率马来酸酐接枝聚丙烯组合物及其制备方 法，该产品具有很高的接枝率，在极低的用量情况下达到与传统添加量相同的效果，从而降 低成本和最终产品的气味。
[0007] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0008] 第一方面，本发明提供一种马来酸酐接枝聚丙烯组合物，其包括按质量百分数计 如下组分： 聚丙烯基化合物 94-98%; 高温引发剂： 0,01~1%; 低温弓_1 发剂； .0....〇.1~
[0009] 接枝活化剂： 0.3~3%; 马来酸酐： 1~5%; 抗氧剂： 0,2-1%; 润滑剂： om
[0010] 作为优选方案，所述接枝活化剂选自苯乙稀、二乙烯基苯、1-辛稀、1-癸稀、季戊四 醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、偏苯三酸三丙烯酯、1，4_ 丁二 醇二甲基丙烯酸酯、1，6_己二醇二甲基丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的至少 一种。
[0011] 作为优选方案，所述聚丙烯基化合物选自聚丙烯均聚物、丙烯与乙烯的二元嵌段 共聚物、丙烯与乙烯的二元无规共聚物、丙烯-乙烯-丁烯三元共聚物中的至少一种。
[0012] 作为优选方案，所述高温引发剂引发剂选自过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧异丙 基苯、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)-3-己炔、2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基）己烷 中的至少一种;低温引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化叔丁基二碳酸酯、叔丁基过氧化氢和 过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯中的至少一种。
[0013] 作为优选方案，所述抗氧剂选自受阻酚类和亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种，优 选抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或两种。
[0014]作为优选方案，所述润滑剂选自白油、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰 胺中的至少一种。
[0015] 第二方面，本发明还提供了一种如前述的马来酸酐接枝聚丙烯组合物的制备方 法，其包括如下步骤：
[0016] 将聚丙烯基化合物、马来酸酐、抗氧剂和润滑剂混匀后，通过主喂料口加入反应挤 出机;将含有接枝活化剂与白油的组合物、含有高温引发剂与白油的液体组合物和含有低 温引发剂与白油的液体组合物别从三个侧喂料口加入反应挤出机中，调整反应挤出机温度 为160~250°C，转速为100~400rpm;最后经牵引、造粒及后处理工艺得到最终样品。
[0017]作为优选方案，所述反应挤出机的螺杆的长径比大于40。
[0018] 作为优选方案，所述反应挤出机为单螺杆挤出机、同向双螺杆挤出机或异向双螺 杆挤出机。
[0019] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0020] 1、本发明中，采取将接枝活化剂、高温引发剂和低温引发剂的液体组合物通过计 量装置分别加入反应挤出机的工艺，反应挤出过程中接枝活化剂较引发剂提前加入，有效 降低聚丙烯反应过程中键的断裂，延长大分子自由基寿命；
[0021] 2、高、低温引发剂的分段加入，一方面可以防止反应挤出过程中局部反应剧烈，分 子链的过度降解;另一方面还可以起到良好的协同作用，最大限度的提高马来酸酐在聚丙 烯上的接枝效率；
[0022] 3、本发明既可以大幅度提升马来酸酐接枝聚丙烯的接枝效率，并且该PP-g-MAH产 品在极低添加量的情况下达到与传统相容剂相同的效果，从而降低ΜΑΗ残留和气味。
【附图说明】
[0023]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：
[0024]图1为本发明中反应挤出机及其侧喂料附属设备示意图；
[0025] 图2为实施例1中PP-g-MAH产品在PPGF30(PP牌号为Κ7926,上海赛科)体系中与常 规产品性能对比图。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明 的保护范围。
[0027] 本发明所用的反应挤出机及其侧喂料附属设备的结构如图1所示，挤出机1上沿挤 出方向依次设有主喂料系统、三个辅助喂料系统、第一真空装置14、第二真空装置15、机头 16和牵引造粒装置17,主喂料系统包括料筒2、螺杆3、主喂料口 4,第一个辅助喂料系统包括 第一注射装置5、第一储料装置11以及第一微计量装置8,第二个辅助喂料系统包括第二注 射装置6、第二储料装置12以及第二微计量装置9，第三个辅助喂料系统包括第三注射装置 7、第三储料装置13以及第三微计量装置10。
[0028] 实施例1
[0029]首先将9.56kg聚丙烯粉料(PP045,镇海炼化）与溶有400g马来酸酐的丙酮溶液通 过喷淋的方式均匀混合，然后再加入l〇g的抗氧剂1010, l〇g的抗氧剂168以及20g硬脂酸钙， 通过高混机混合均匀通过主喂料加入;季戊四醇四丙烯酸酯含量为3