一種超支化聚酯在塑料加工中的應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于塑料加工助劑的技術領域，特別是指一種超支化聚醋在塑料加工中的 應用。
【背景技術】
[0002] 超支化聚合物（Hyperbranchedpolymer,皿P)是一類新興的高分子材料，具有Ξ 維立體結構、分子結構較規整、相對分子質量分布很窄的特點。皿P具有類似球形的緊湊結 構，分子鏈纏結少，因而粘度隨相對分子質量的增加變化較小，而且由于分子中帶有許多官 能端基，對粘度、溶解性、熱穩定性、玻璃化溫度及相對分子質量分布等性質有很大影響。超 支化聚合物具有類樹型的結構(樹狀結構)，由于其類似于樹枝狀聚合物，在物理性能上也 具備著與樹枝狀聚合物相似的優點；然而，其合成和純化的成本卻相對于樹枝狀聚合物低。 超支化聚合物具有良好的溶解性，較低的烙體粘度，并且相對于線性聚合物表面官能團密 度極高；由于上述特征使皿P在共混應用中具有很好的吸引力，它的特殊結構使得其在提 高共混物的物理性質上具有很大的潛力，如加工性、結晶行為、機械性能等。
[0003] 此產品可W在PP、PE、PC、PS、PPC、ABS、陽T、PBT、PLA聚乳酸或PA等塑料中具有 獨特的應用性能。
[0004] 超支化聚合物添加到聚丙締等塑料基質中可W顯著降低聚丙締等塑料的有效烙 體粘度，即降低了加工溫度，改善了塑料的表觀性能；此外，較低的添加量同樣能夠實現運 樣增強的烙融流動性，可用于復雜的或薄的注塑部件；提高塑料的屈服強度，拉伸模量，缺 口懸臂梁式沖擊強度和彎曲強度，進而提高塑料的機械性能和加工性能；克服塑料加工過 程中烙體粘度較大，流動性較差，較低溫度難于加工塑化成型，大型注塑件、薄壁注塑件注 塑不飽滿W及流痕、銀紋等外觀缺陷，還可W克服吹膜外觀不光滑、膜泡不穩定、厚薄不均 勻的性能缺陷。 陽0化]例如：PPC的烙融加工過程中，熱降解在超過219°C溫度中發生，運將嚴重影響產 品的性能。最為的可降解塑料PPC來說，應用到塑料薄膜領域，拉伸強度遠達不到薄膜級 LLDPE和PVC;本著添加助劑含量越少越好，盡量保證PPC的降解量，現有的添加含量較低的 助劑無法實現提高強度的作用。
【發明內容】
[0006] 本發明提供一種超支化聚醋在塑料加工中的應用，解決了現有技術中塑料熱降解 溫度高和拉伸強度不足而限制其應用的問題。
[0007] 本發明的一種超支化聚醋在塑料加工中的應用，其主要是通過W下技術方案加W 運樣實現的：將端徑基超支化聚醋按照質量百分比為0. 1-5%的添加量加入到塑料中，混合 均勻，擠出造粒，干燥，得改性的塑料產品。
[0008] 作為一種優選的實施方案，包括W下步驟：1)將端徑基超支化聚醋干燥，備用；2) 取塑料和步驟1)所得的端徑基超支化聚醋，混合，得混合物，備用；3)將雙螺桿擠出機升溫 至IJ160-170°c，預熱1-化后，將步驟2)所得混合物，投入雙螺桿擠出機，擠出造粒；4)將步 驟3)造出的粒子，在50°C下，干燥1-化，得改性的塑料產品。
[0009] 作為一種優選的實施方案，所述端徑基超支化聚醋的制備方法為：在多元醇化合 物中，加入多徑基簇基化合物，并添加催化劑，多徑基簇基化合物與多元醇化合物的摩爾質 量之比為3-16:1，催化劑的添加量為多元醇化合物和多徑基簇基化合物總質量的0. 2-8% ; 在惰性氣體保護下，升溫至120-180°C，反應2-8h;然后，在減壓條件下，繼續進行反應；當 反應的酸值小于30m巧OH/g，反應結束，得第一代端徑基超支化聚醋，端官能團數為6-32 個；在第一代端徑基超支化聚醋中，繼續添加多徑基簇基化合物和催化劑，多徑基簇基化合 物的添加量為多元醇化合物摩爾質量的6-32倍，催化劑的添加量為多元醇化合物和多徑 基簇基化合物總質量的0. 2-8%，重復上述反應，得第二代端徑基超支化聚醋，端官能團數 為12-64個；在第二代端徑基超支化聚醋中，繼續加入多徑基簇基化合物和催化劑，多徑基 簇基化合物的添加量為多元醇化合物摩爾質量的12-64倍，催化劑的添加量為多元醇化合 物和多徑基簇基化合物總質量的0. 2-8%，重復上述反應，得第Ξ代端徑基超支化聚醋，端 官能團數為24-128個；W此類推，得到第N代端徑基超支化聚醋，N為自然數，官能團數為 3X2N-16X2N個。
[0010] 作為一種優選的實施方案，所述反應的溫度為160°C，所述減壓條件是絕對真空度 為-0.IMPa至-0. 07MPa。
[0011] 作為一種優選的實施方案，所述端徑基超支化聚醋為第一代端徑基超支化聚醋、 第二代端徑基超支化聚醋、第Ξ代端徑基超支化聚醋、第四代端徑基超支化聚醋、第五代端 徑基超支化聚醋中的一種或幾種。
[0012] 作為一種優選的實施方案，所述多元醇化合物為多元醇或多元醇的衍生物，所述 多元醇為季戊四醇、Ξ徑甲基丙烷、丙Ξ醇、雙季戊四醇中的一種或幾種；所述多徑基簇基 化合物為多元簇酸、多徑基簇酸、多徑基酸酢中的一種或幾種；所述催化劑為對甲苯橫酸、 鐵酸下醋、二月桂酸二下基錫、辛酸亞錫中的一種或幾種。
[0013] 作為一種優選的實施方案，所述端徑基超支化聚醋的添加量為0.5-1%，其分解溫 度為268°C。
[0014] 作為一種優選的實施方案，所述步驟3)中，雙螺桿擠出機存在5-12個控溫區，每 個控溫區的加工溫度均為160°C。
[0015] 作為一種優選的實施方案，所述步驟1)中，端徑基超支化聚醋于室溫下在真空烘 箱中進行干燥，干燥時間為5-化；所述步驟4)中，粒子在鼓風烘箱中進行干燥。
[0016] 作為一種優選的實施方案，所述步驟2)中，塑料和端徑基超支化聚醋在高速混合 機中進行混合，混合時間為3-6min，混合速度為700-1500r/min;所述塑料為PPC、ABS、陽T、 PBT、PLA聚乳酸、PP、陽、PC、PS或PA中的一種或幾種。本發明優選PPC作為應用體系進行 了系統的應用研究。
[0017] 本發明的有益效果：本發明PPC等塑料與超支化聚醋烙融共混物并通過雙螺桿 擠出機來對PPC等塑料進行改性，超支化聚醋添加到PPC等塑料基質中可W顯著降低PPC 等塑料的有效烙體粘度，即降低了加工溫度和熱降解；此外，較低的添加量同樣能夠實現 運樣增強的烙融流動性，可W更加容易地擠出成膜；改性后PPC等塑料的拉伸強度達到了 30MPa，強度可超過薄膜級LLDPE和PVC。該超支化聚醋可作為PPC等塑料的加工助劑，降 低加工溫度和電機電流，改善了PPC等塑料制品的表觀質量；超支化聚醋分解溫度較高，達 到268Γ;超支化聚醋有效提高了PPC等塑料薄膜的力學性能，并且添加含量較低；超支化 聚醋可W用于工業化生產、成本低、工業化推廣容易；降低了PPC等塑料加工成本，與同類 產品相比添加量少，成本低。
【具體實施方式】
[0018] 下面將結合本發明的具體實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯 然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的 實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都 屬于本發明保護的范圍。
[0019] 實施例一 將端徑基超支化聚醋按照質量百分比為0. 1%的添加量加入到PPC中，混合均勻，擠出 造粒，干燥，得改性的PPC產品。
[0020] 本發明中端徑基超支化聚醋的添加量采用質量百分比表示，即添加量采用端徑基 超支化聚醋的質量與PPC的質量的比值表示；例如在本實施例中，端徑基超支化聚醋的添 加量為0. 1%，即在質量為100份的PPC中添加質量為0. 1份的端徑基超支化聚醋。 陽OW 實施例二 將端徑基超支化聚醋W質量百分含量為5%的添加量加入到PPC中，混合均勻，擠出造 粒，干燥，得改性的PPC產品。 陽0巧 實施例S 將端徑基超支化聚醋干燥，備用；取PPC和上述端徑基超支化聚醋，混合，得混合物，此 時端徑基超支化聚醋的添加量為1%，備用；將雙螺桿擠出機升溫到160°C，預熱比后，將上 述混合物，投入雙螺桿擠出機，擠出造粒；將造出的粒子，于50°C下，干燥比，得改性的PPC 產品。 陽〇2引實施例四 將端徑基超支化聚醋干燥，備用；取PPC和上述端徑基超支化聚醋，混合，得混合物， 此時端徑基超支化聚醋的添加量為0. 5%，備用；將雙螺桿擠出機升溫到170°C，預熱化后， 將上述混合物，投入雙螺桿擠出機，擠出造粒；將造出的粒子，于50°C下，干燥化，得改性的 PPC產品。
[0024] 實施例五 將端徑基超支化聚醋于室溫下在真空烘箱干燥化，放于干燥密封空間保存，該物質為 白色或淺黃色固體或者粘稠液體；PPC和超支化聚醋放于1500r/min的高速混合機中混合 3min，其中，端徑基超支化聚醋的添加量為0.25%;然后，導入密封干燥下料斗中，備用；將 雙螺桿擠出機10個溫區加熱到160°C，預熱Ih后，下料擠出造粒；然后，將造出的粒子放于 50°C鼓風烘箱溫中干燥比，得改性的PPC產品。 陽〇2引 實施例六 在裝有機械攬拌、溫度計和回流冷凝器的1噸反應蓋中，加入二徑甲基丙酸482Kg和季 戊四醇122Kg，加入3Kg辛酸亞錫催化劑，于氮氣保護下，加熱至160°C，反應化；在抽真空 條件下，繼續反應，當反應的酸值小于30mgKOH/g，反應結束，冷卻，得到無色透明固體，為 第一代端徑基超支化聚醋，記作皿PE-10，端徑基數為8個。 陽0%] 在裝有機械攬拌、溫度計和回流冷凝器的1噸反應蓋中，加入225Kg皿陽-10和 402Kg二徑甲基丙酸，加入3. 135Kg對甲苯橫酸，于氮氣保護下，加熱至160°C，反應4h;在 抽真空條件下，繼續反應，當反應的酸值小于30mg KOH/g，反應結束，冷卻，得到無色透明固 體，為第二