马来酸酐接枝聚丙烯组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种长玻纤增强聚丙締专用的马来酸酢接枝聚丙締组合物及其制备 方法，属于高分子材料改性技术领域。
【背景技术】
[0002] 长玻纤增强聚丙締复合材料具有优异的力学性能及耐腐蚀性能，且无毒无味，价 格低廉，已经成为备受人们关注的新材料品种之一。长玻纤增强热塑性复合材料的浸溃工 艺是制备性能优异的复合材料的关键，工艺上的关键是解决烙融树脂的高粘度和纤维的分 散，实现增强两界面的结合能力。而长玻纤增强聚丙締工艺的重点是提高聚丙締和玻璃纤 维之间的界面结合强度。界面结合强度的提高一方面依赖于生产工艺的优化，另一方面则 是选择合适的相容剂，两者同等重要。
[0003] 从长玻纤增强聚丙締复合材料相容剂选择角度而言，相容剂需要满足两个方面的 需求:首先相容剂具有较高的接枝率和烙体粘弹性，在高溫下对长玻纤纤维束具有优良浸 溃效果，避免长玻纤束在高速牵引、造粒过程中产生开裂;其次是相容剂需具备优异的耐高 溫性能，在高溫下长时间停留颜色不发生变化。目前，长玻纤增强聚丙締复合材料使用的相 容剂只能选取市场上通用的PP-g-MAH相容剂，而市场上常见的相容剂几乎都是通过传统烙 融接枝法生产，普遍存在接枝率相对较低、马来酸酢单体残留量较高且烙体粘弹性差等问 题，难W满足长玻纤增强聚丙締复合材料对相容剂的需求。
[0004] 本发明通过配方的优化和工艺调整，特别是引入第S接枝单体，制备出一种接枝 率高、粘弹性优异且高溫条件下热稳定性好的马来酸酢接枝聚丙締组合物，满足了长玻纤 增强聚丙締复合材料对相容剂提出的新要求。
【发明内容】
[0005] 本发明目的是生产一种长玻纤增强聚丙締专用的马来酸酢接枝聚丙締组合物及 其制备方法，该组合物具有较高的接枝率和良好的烙体粘弹性、在高溫条件下停留较长时 间后颜色几乎不发生变化。能够满足长玻纤增强聚丙締复合材料对相容剂的更高要求。
[0006] 本发明是通过W下技术方案实现的：
[0007] 第一方面，本发明提供了一种长玻纤增强聚丙締专用的马来酸酢接枝聚丙締组合 物，其包括按重量百分数计的如下组分： 聚丙締基化合物： 94~98%; 马来酸if: 1~5%; 引发剂！ 0.01~1〇/〇;
[000引 苯。婦： 0.3~3%; 第H接枝单体： 0.3~3%; 抗氧剂： 0.1~燃 润滑剂： 0 1~1%
[0009] 其中，马来酸酢添加量优选1~5%，进一步优选为1~4%，过多的MAH会造成产品 发黄且产生难W去除的刺激性气味，MAH含量过少则影响最终产品性能；引发剂添加量优选 0.01~1%，进一步优选为0.1~0.6%，引发剂过多造成产品过度降解，过少则产生自由基 过少，影响马来酸酢接枝效率;苯乙締添加量优选0.3~3%，进一步优选为0.5~2.5%，苯 乙締过多造成产品气味大，过少则效果不明显。
[0010] 作为优选方案，所述第=接枝单体选自季戊四醇=丙締酸醋、季戊四醇四丙締酸 醋、二乙二醇二丙締酸醋、偏苯S酸S丙締醋、1,4-下二醇二甲基丙締酸醋、1,6-己二醇二 甲基丙締酸醋、S径甲基丙烷S甲基丙締酸醋中的至少一种。
[0011] 作为优选方案，所述聚丙締基化合物选自聚丙締均聚物和/或聚丙締与聚乙締、丙 締与乙締二元嵌段共聚物、丙締与乙締二元无规共聚物、乙締与1-下締共聚物、乙締与1-辛 締共聚物中的一种或多种。
[0012] 作为优选方案，所述引发剂选自过氧化二异丙苯、双叔下基过氧异丙基苯、2,5-二 甲基-2,5-双(叔下过氧基)-3-己烘、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔下基）己烧、过氧化苯甲 酷、过氧化叔下基二碳酸醋、叔下基过氧化氨、过氧-2-乙基己基碳酸叔下醋中的至少一种。
[0013] 作为优选方案，所述抗氧剂选自受阻酪类、受阻胺类和亚憐酸醋类抗氧剂中的至 少一种。
[0014] 作为优选方案，所述润滑剂选自白油、硬脂酸巧、硬脂酸锋、乙撑双硬脂酷胺中的 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酢接枝聚丙締组合物的制备方 法，其包括如下步骤：
[0016] 将溶有马来酸酢的液体通过喷淋方式与聚丙締基化合物均匀混合，加入抗氧剂和 润滑剂混合均匀后从主喂料加入反应型挤出机；
[0017] 将引发剂和苯乙締和第=接枝单体的溶液通过双螺杆挤出机的不同加料段连续 计量输入，进行烙融接枝反应；
[0018] 经造粒及后处理，得到马来酸酢接枝聚丙締产品。
[0019] 作为优选方案，所述后处理的方法固相萃取或真空抽提。
[0020] 作为优选方案，所述挤出机的接枝溫度为180~220°C，螺杆的转速为200~ 400rpm〇
[0021] 作为优选方案，所述反应型挤出机的螺杆的长径比大于48。
[0022] 本发明通过配方的优化和工艺调整，特别是引入第S接枝单体，制备出一种接枝 率高、粘弹性优异且高溫条件下热稳定性好的马来酸酢接枝聚丙締组合物，满足了长玻纤 增强聚丙締复合材料对相容剂提出的新要求。
[0023] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0024] 1、本发明中，采取苯乙締作为第二接枝单体，有效降低聚丙締反应过程中0-键的 断裂、提高接枝率;采用多官能团第=接枝单体与苯乙締起到良好的协同作用，进一步提高 产品接枝率的同时还有助于聚丙締接枝物形成支化结构，提升烙体粘弹性及加工时的耐溫 色变。
[0025] 2、第二接枝单体和苯乙締溶液、引发剂分别通过不同的侧喂料设备加入，提前保 护聚丙締大分子自由基W防止反应挤出过程局部反应剧烈，分子链的过度降解;另一方面 引发剂的侧喂料加入能够有效提高引发剂的接枝效率；
[00%] 3、本发明中造粒后的产品经固相萃取、真空抽提的后处理工艺，进一步降低马来 酸酢在聚丙締组合物中的残留率。
【附图说明】
[0027] 通过阅读参照W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：
[0028] 图1本发明中长玻纤增强聚丙締专用相容剂与常规相容剂的流变曲线；
[0029] 图2本发明中用到的反应挤出设备示意图；
[0030] 图中：1、挤出机;2、主喂料罐;3、滤板;4、主喂料口；5、第一侧喂料口；6、第一计量 累;7、第一侧喂料罐;8、第二侧喂料口； 9、第二侧计量累；10、第二侧喂料罐；11、第一真空 累;12、第二真空累;13、机头;14、后处理装置;15、驱动系统。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。W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W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W做出若干变形和改进。运些都属于本发明 的保护范围。
[0032] 本发明所用的反应型挤出设备的结构如图1所示，包括挤出机1，挤出机1的两端分 别设有驱动系统15和机头13，沿驱动系统15向机头13的方向，挤出机1上依次设有主喂料口 4、第一侧喂料口 5和第二侧喂料口 8，主喂料口 4的上方设有滤板3，滤板3的上方设有主喂料 罐2，第一侧喂料口 5和第一侧喂料罐7通过第一计量累6相连通，第二侧喂料口 8和第二喂料 罐10通过第二计量累9相连通，机头外侧设有后处理装置14。
[。。扣]实施例1
[0034] 首先将9.56kg聚丙締粉料(PP045,镇海炼化)与溶有400g马来酸酢的丙酬溶液通 过喷淋的方式均匀混合，然后再加入IOg的抗氧剂1010, IOg的抗氧剂168 W及20g硬脂酸巧， 通过高速混合机混合均匀后从主喂料加入；引发剂过氧化二异丙苯(DCP)含量为10%的白 油溶液从第二侧喂料口加入。调节主喂料口和第二侧喂料口的加入量分别为30kg/h和 600g/h〇
[0035] 该方案中采用同向双螺杆挤出机的溫度为140°C、160°C、180°C、200°C、200°C、200 °C、200°C、200°C、200°C、200°C、200°C、190°C。双螺杆的长径比为48,螺杆转速为250rpm，烙 体在螺杆中的停留时间大约为60s。制得样品的相关测试结果如表1所示，流变数据如图2所 /J、- O
[0036] 实施例2
[0037] 首先将9.56kg聚丙締粉料与溶有400g马来酸酢的丙酬溶液通过喷淋的方式均匀 混合，然后再加入IOg的抗氧剂lOlOaOg的抗氧剂168W及20g硬脂酸巧，通过高速混合机混 合均匀后从主喂料加入;苯乙締从第一侧喂料口加入。调节主喂