乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯及其制備方法，屬于高分子材料 改性領域。
【背景技術】
[0002] 聚乙烯（PE)是一種價格低廉、綜合性能良好且應用非常廣泛的塑料品種，但是它 的缺點也非常明顯，其熱變形溫度較低，低溫沖擊強度低，同時PE是非極性聚合物，分子鏈 上不含有極性基團，因而其相容性、粘結性、染色性和抗靜電性不佳，特別是PE與其他多數 聚合物及無機填料不能有效地共混，極大限制了 PE向工程塑料及其他方面的發展，而接枝 官能化PE能更好地解決這些問題，因此PE改性的研究一直備受關注，其中接枝改性是較為 有效的一種改性手段，接枝改性后的聚乙烯由于鏈端帶有部分極性基團而成為應用廣泛的 相容劑。
[0003] 目前研究比較多的是聚乙烯接枝馬來酸酐、丙烯酸和甲基丙烯酸縮水甘油酯。其 中，馬來酸酐易分解、毒性大，丙烯酸毒性較小，但他們都是強酸，制備過程中腐蝕設備，易 形成揮發性刺激性氣體，對皮膚、眼睛和呼吸道有強烈刺激性作用，損害人體健康，接枝物 的后處理廢液中會有沒反應的游離單體，嚴重污染環境，同時作為無機填料的相容劑，會造 成界面結合過強，大幅度降低復合材料的沖擊強度，使復合材料由韌性破壞轉變為脆性破 壞；而甲基丙烯酸縮水甘油酯與大分子聚乙烯反應活性不高，又傾向于自聚，因此接枝率不 高。因此，對于聚乙稀的接枝改性仍需進一步的研究。
【發明內容】
[0004] 為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種乙烯基醚熔融接枝改性的聚 乙稀及其制備方法。
[0005] 為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：
[0006] 本發明的乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯由聚乙烯、乙烯基醚在引發劑和抗氧 化劑的作用下熔融接枝反應制得，其中，聚乙烯的重量份為95-98. 6,乙烯基醚的重量份為 1-4,引發劑的重量份為0. 3-1，抗氧化劑的重量份為0. 1-1。
[0007] 優選地，前述聚乙烯選自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性聚乙烯及茂金屬聚乙 烯中的一種或多種。
[0008] 更優選地，前述乙烯基醚的結構式為CH2= CH0R，其中，R為甲基、乙基、異丙基、異 丁基、正丁基、苯基、乙烯基、羥乙基或羥丁基中的一種。
[0009] 進一步地，前述R為羥丁基；羥丁基乙烯基醚沸點高，無毒，無刺激性氣味，不損害 人體健康，不腐蝕設備，綠色環保，更加符合本發明的需求。
[0010] 再優選地，前述引發劑選自：過氧化二異丙苯、過氧化叔丁基苯甲酸酯、過氧化 環己酮、2, 5-二甲基-2, 5-雙（叔丁基過氧基）己烷、雙叔丁基過氧化二異丙基苯、過氧 化-2-乙基已酸叔丁酯及過氧化苯甲酰中的一種或多種。
[0011] 再優選地，前述抗氧化劑為受阻酚類抗氧化劑、受阻胺類抗氧化劑、亞磷酸酯類抗 氧化劑、硫酚類抗氧化劑及硫代酯類抗氧化劑中的一種或多種。
[0012] 進一步優選地，前述抗氧化劑為抗氧劑1010。
[0013] 本發明還公開了如前所述的乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯的制備方法，包括如 下步驟：
[0014] S1、將引發劑充分溶解于乙烯基醚溶液中，形成混合溶液；
[0015] S2、將聚乙烯粉料和抗氧化劑加入熔融共混設備中，高速攪拌下自液體注入口分 次加入步驟Sl制得的混合溶液，攪拌均勻后密封放置24h，使PE粉料充分吸收接枝單體和 引發劑；
[0016] S3、利用連續擠出設備擠出造粒，得到乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯。
[0017] 優選地，前述熔融共混設備為密煉機或間歇混煉器。
[0018] 更優選地，前述連續擠出設備為單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機或布氏混合器中的 一種。
[0019] 本發明的有益之處在于：本發明的乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯作為無機填料 增強聚乙烯的相容劑，能夠大大優化聚乙烯的力學性能，起到增強增韌的作用，同時提高復 合材料的強度和韌性；而且，本發明的制備方法簡單，能連續操作，無需回收溶劑，產品純度 高，易于工業化生產和推廣。
【具體實施方式】
[0020] 以下結合具體實施例對本發明作具體的介紹。
[0021] 本發明中無特殊說明，所用原料均為市購。
[0022] 實施例1
[0023] 稱量體系總重量0. 3 %的引發劑過氧化二異丙苯（DCP)，充分溶解于占體系總重 量2%的羥丁基乙烯基醚（VHBE)中；接著，將占體系總重量97. 5%的聚乙烯粉料加入高 混機中，加入占體系總重量0. 2%的抗氧化劑1010,在液體加入口分三次加入溶解了 DCP 的VHBE溶液，攪拌均勻后放料，密封保存24小時，讓聚乙烯粉料充分吸收VHBE，然后在 150-190°C下用雙螺桿擠出機擠出造粒，即得乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯。
[0024] 性能檢測
[0025] 分別稱取實施例1制備的羥丁基乙烯基醚接枝改性的聚乙烯（以下簡稱實施例1) 和市場上購買的馬來酸酐接枝改性的聚乙烯（以下簡稱對比例1)，與聚乙烯混合均勻，再 加入滑石粉中，制成滑石粉增強的聚乙烯，其中，相容劑的重量百分比均為5%，聚乙烯的重 量百分比為55%，滑石粉的重量百分比為40%，測試各項力學性能，測試結果見表1。為了 方便比較，還提供了 40%滑石粉增強60%聚乙烯時得到的產品的力學性能，以下簡稱對比 例2。
[0026]
[0027] 表1相容劑對滑石粉增強聚乙烯力學性能的影響
[0028] 從表1可以看出，相較于對比例2,乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯（實施例1)作 為無機填料增強聚乙烯的相容劑，能夠大大優化聚乙烯的力學性能，起到增強增韌的作用， 同時提高復合材料的強度和韌性；而市購的馬來酸酐接枝改性的聚乙烯作為相容劑時（對 比例1)，在增強的同時降低了復合體系的沖擊性能。
[0029] 綜上，本發明的乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯作為無機填料增強聚乙烯的相容 劑能夠同時提高復合材料的強度和韌性；而且，本發明的制備方法簡單，能連續操作，無需 回收溶劑，產品純度高，易于工業化生產和推廣。
[0030] 以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該 了解，上述實施例不以任何形式限制本發明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的 技術方案，均落在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1. 乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯，其特征在于，由聚乙烯、乙烯基醚在引發劑和抗氧 化劑的作用下熔融接枝反應制得，其中，聚乙烯的重量份為95-98. 6,乙烯基醚的重量份為 1-4,引發劑的重量份為0. 3-1，抗氧化劑的重量份為0. 1-1。2. 根據權利要求1所述的乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯，其特征在于，所述聚乙烯 選自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性聚乙烯及茂金屬聚乙烯中的一種或多種。3. 根據權利要求1所述的乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯，其特征在于，所述乙烯基 醚的結構式為CH2= CHOR，其中，R為甲基、乙基、異丙基、異丁基、正丁基、苯基、乙烯基、羥 乙基或羥丁基中的一種。4. 根據權利要求3所述的乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯，其特征在于，所述R為羥丁 基。5. 根據權利要求1所述的乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯，其特征在于，所述引發劑 選自：過氧化二異丙苯、過氧化叔丁基苯甲酸酯、過氧化環己酮、2, 5-二甲基-2, 5-雙（叔 丁基過氧基）己烷、雙叔丁基過氧化二異丙基苯、過氧化-2-乙基已酸叔丁酯及過氧化苯甲 酰中的一種或多種。6. 根據權利要求1所述的乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯，其特征在于，所述抗氧化 劑為受阻酚類抗氧化劑、受阻胺類抗氧化劑、亞磷酸酯類抗氧化劑、硫酚類抗氧化劑及硫代 酯類抗氧化劑中的一種或多種。7. 根據權利要求6所述的乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯，其特征在于，所述抗氧化 劑為抗氧劑1010。8. 如權利要求1-7任一項所述的乙烯基醚恪融接枝改性的聚乙稀的制備方法，其特征 在于，包括如下步驟： 51、 將引發劑充分溶解于乙烯基醚溶液中，形成混合溶液； 52、 將聚乙烯粉料和抗氧化劑加入熔融共混設備中，高速攪拌下自液體注入口分次加 入步驟Sl制得的混合溶液，攪拌均勻后密封放置24h，使PE粉料充分吸收接枝單體和引發 劑； 53、 利用連續擠出設備擠出造粒，得到乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯。9. 根據權利要求8所述的乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯的制備方法，其特征在于， 所述熔融共混設備為密煉機或間歇混煉器。10. 根據權利要求8所述的乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯的制備方法，其特征在于， 所述連續擠出設備為單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機或布氏混合器中的一種。
【專利摘要】本發明公開了一種乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯及其制備方法，由聚乙烯、乙烯基醚在引發劑和抗氧化劑的作用下熔融接枝反應制得，制備方法包括如下步驟：將引發劑充分溶解于乙烯基醚溶液中，形成混合溶液；將聚乙烯粉料和抗氧化劑加入熔融共混設備中，高速攪拌下自液體注入口分次加入混合溶液，攪拌均勻后密封放置24h；利用連續擠出設備擠出造粒，得到產品。有益之處在于：本發明的乙烯基醚熔融接枝改性的聚乙烯作為無機填料增強聚乙烯的相容劑，能夠大大優化聚乙烯的力學性能，起到增強增韌的作用，同時提高復合材料的強度和韌性；而且，本發明的制備方法簡單，能連續操作，無需回收溶劑，產品純度高，易于工業化生產和推廣。
【IPC分類】C08L51/06, C08F216/14, C08L23/06, C08K5/134, C08K3/34, C08F255/02
【公開號】CN105061681
【申請號】CN201510552844
【發明人】劉學習
【申請人】南通拜林新材料科技有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年9月1日