本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种聚丙烯基接枝物及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯基复合材料，包括玻纤增强聚丙烯，滑石粉填充聚丙烯，氢氧化铝填充聚丙烯等。聚丙烯复合材料具有价格低廉，热稳定性高，加工性能优异，抗腐蚀性好等优点，被广泛用于汽车，家电，电子电器等领域。但是，随着市场对复合材料的性能要求越来越高，聚丙烯基复合材料一直在寻求更好的添加剂来对复合材料进行改性以满足更多领域的需求。
聚丙烯基复合材料增强性能常用的偶联剂有马来酸酐接枝聚丙烯或者小分子硅烷偶联剂(例如kh-550,kh-560等)。马来酸酐接枝聚丙烯偶联剂的优点是大分子，物理状态是固体，热稳定性好，方便加料，易与聚丙烯粒子共混均匀，缺点是马来酸酐对无机填充物的反应活性不强，所以力学性能提高有限；小分子硅烷偶联剂中硅氧基团水解时即生成硅醇(si(oh)3)，而与无机物质结合,形成硅氧烷，起到粘接无机物的作用。小分子硅烷偶联剂的优点是对无机填料反应活性强，但是，由于是小分子液体，操作复杂，不方便加料，不易与聚丙烯粒子共混均匀，可能导致复合材料中小分子残留超标危害使用者身体健康，且与聚丙烯材料相容性较差。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，本发明直接提供了一种聚丙烯基接枝物，其状态在常温下为固体颗粒，既具有大分子易于共混加料等优点，也具有硅氧键的高反应活性的特性，且与聚丙烯材料相容性好。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一方面，本发明提供了一种聚丙烯基接枝物，包括如下重量份数的各组分：
聚丙烯基化合物:94～99份；
乙烯基硅烷偶联剂:0.5～5份；
引发剂:0.01～1份；
抗氧剂：0.1～1份；
润滑剂：0.1～1份；
所述的聚丙烯基接枝物是通过包括如下步骤的方法制备而得：
将所述聚丙烯基化合物、乙烯基硅烷偶联剂、引发剂、抗氧剂、润滑剂经干混混合均匀后喂入反应型双螺杆挤出机，在温度140～220℃、螺杆转速200～500rpm的条件下，进行熔融接枝反应；经造粒，得到所述聚丙烯基接枝物。
作为优选方案，所述的反应型双螺杆挤出机的螺杆的长径比大于40。
作为优选方案，所述聚丙烯基化合物为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种。
作为优选方案，所述乙烯基硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种或几种。
作为优选方案，所述引发剂为过氧化二异丙苯、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、过氧化苯甲酰、过氧化叔丁基二碳酸酯、过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯中的一种或几种。
作为优选方案，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复合物。更优选抗氧剂1076和抗氧剂168按1∶1的重量比的复合物。
作为优选方案，所述润滑剂为脂肪酸皂盐类、硅酮类、低分子蜡中的一种或几种。
作为优选方案，所述脂肪酸皂盐类为硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑双脂肪酸酰胺(ebs)、改性乙撑双脂肪酸酰胺(tfa)中的一种或几种。
另一方面，本发明还提供了一种上述聚丙烯基接枝物在玻纤或者滑石粉增强聚丙烯改性材料中的用途。
作为优选方案，所述改性过程中不添加引发剂。
作为优选方案，所述改性过程中不添加小分子偶联剂。
与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：
1、本发明采用聚丙烯作为接枝物基材，保证了接枝物与聚丙烯的相容性；同时是聚合物颗粒状态，易于在后续的改性中分散和加料，后续改性可直接共混使用。
2、本发明采用的是乙烯基硅烷偶联剂，由于选用的硅烷偶联剂含有不饱和双键，在反应接枝过程中，引发剂分解产生自由基下，不饱和双键会被自由基攻击下打开，与聚丙烯产生的断链自由基进行结合反应，进而从原理上保证了接枝成功；同时，硅氧基的高反应活性保证了聚丙烯与玻纤，滑石粉等无机填料的反应。
3、本发明通过配方的选择和制备方法的控制制备为接枝聚合物，且后续改性使用过程中无引发剂，保证了后续改性中聚丙烯不会受到引发剂引发降解。
4、本发明的制备方法，简便易行，易于工业化生产；该方法制备的产品性价比高，可广泛用于家电、汽车、电子电器复合材料改性等领域，具有十分广阔的应用前景和工业化价值。
具体实施方式
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。
以下实施例中包含如下组分：
聚丙烯树脂：镇海炼化pp045；乙烯基硅烷偶联剂：曲阜晨光化工cg-v151，cg-v171,cg-v172；引发剂：2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷(双25引发剂)，过氧化二异丙苯，过氧化叔丁基二碳酸酯；抗氧剂：巴斯夫168，1010；润滑剂：硅酮粉mb-4。
实施例～7
实施例1～7涉及一种聚丙烯基接枝物，其对应的配方如表1所示。该聚丙烯基接枝物的制备包括如下步骤：
首先将聚丙烯基粉料(pp045，镇海炼化)、乙烯基硅烷偶联剂、引发剂、抗氧剂(168/1010)、润滑剂硅酮粉经干混混合均匀，然后，喂入双螺杆挤出机.该方案中采用同向双螺杆挤出机的温度为140℃、160℃、180℃、200℃、200℃、200℃、200℃、220℃、200℃、200℃、200℃、190℃。双螺杆的长径比为48，螺杆转速为300rpm，熔体在螺杆中的停留时间大约为60s。进行熔融接枝反应。经切粒及后处理，得到聚丙烯基接枝物产品。
实施例1～7
上述的实施例1～6，对应接枝产品p1#,p2#,p3#,p4#,p5#,p6#。然后将上述的接枝产品p1#,p2#,p3#,p4#,p5#,p6#和cmg9801(pp-mah)(对比例3)，乙烯基三乙氧基硅烷(对比例2)和kh-550(硅烷偶联剂)(对比例1)进行应用效果评价。
效果评价方式：
加入下述组分：
称取67重量份聚丙烯(塞科7926)；
30份重量份无碱玻纤(巨石988a)；
2重量份kh-550、乙烯基三乙氧基硅烷、9801、p1#、p2#、p3#、p4#、p5#、p6#；
0.5重量份的抗氧剂1010；
0.5重量份的润滑剂mb-4；
除玻璃纤维外，将其他组分放入高效混合机中常温混合5min，然后出料得预混料；将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口加入，玻璃纤维从双螺杆挤出机的玻纤口加入至双螺杆挤出机中，挤出并水冷造粒，双螺杆挤出机的转速为300转/分钟，温度为200℃。其物理机械性能按以下标准执行：冲击性能：iso180；拉伸性能：iso527。
实施例1～6对应的评价例1-6和对比例1、2、3在pp/gf30中的评价与结果如表2所示：
表2
表2结果表明：对比例1、2中硅烷偶联剂对复合材料力学性能没有多大帮助，是由于小分子与聚丙烯树脂相容性差；对比例3中pp-mah对复合材料力学性能有较大的提高，对pp和玻纤有一定的偶联作用；本发明实施例的聚丙烯接枝物p1#,p2#,p3#,p4#，p5#,p6#对复合材料的拉伸强度和冲击强度的提高比常规的pp-mah高很多，对pp/gf体系有明显的偶联作用。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。