[發(fā)明專利]一種抗輻照老化聚丙烯的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910067231.3
• 申請(qǐng)日: 2009-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN101602872A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李敏;殷敬華;欒世方
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C08L23/12
• 分類號(hào): C08L23/12;C08L23/16;C08L51/06;C07D211/46;C08J3/28
• 代理公司: 長(zhǎng)春科宇專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 馬守忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抗輻照老化聚丙烯的制備方法。

背景技術(shù)

聚丙烯樹脂具有綜合物理機(jī)械性能好、無毒、耐化學(xué)品腐蝕、易加工、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用于醫(yī)藥和食品包裝領(lǐng)域。然而，聚丙烯的抗輻照老化性能較差，在較低的輻照劑量下就會(huì)發(fā)生降解，使制品變脆、發(fā)黃。隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，聚丙烯的降解會(huì)持續(xù)發(fā)展，直至失去使用價(jià)值。

傳統(tǒng)的解決辦法是在聚丙烯中添加穩(wěn)定劑，以提高聚丙烯的抗輻照老化性能。專利US?4666959公開了在聚丙烯中加入受阻胺光穩(wěn)定劑、亞磷酸酯和受阻酚抗氧劑提高了聚丙烯抗輻照性。專利US4888369報(bào)道了在窄分子量分布聚丙烯中加入受阻胺光穩(wěn)定劑、亞磷酸酯和受阻酚抗氧劑制備抗輻照聚丙烯的方法。然而在聚丙烯中加入受阻酚抗氧劑存在的問題是輻照后受阻酚抗氧劑形成了共軛雙鍵，使聚丙烯制品顏色發(fā)黃。專利CN?96197212.2敘述了由50-99％的聚丙烯和1-50％的聚乙烯共混，加入受阻胺穩(wěn)定劑、輔助抗氧劑和成核劑制備出抗輻照透明聚丙烯的方法。專利WO?056661介紹了將受阻胺光穩(wěn)定劑和胺氧化物或羥胺加入到聚丙烯中，得到抗輻照聚丙烯。專利CN?94104270.7公開了在聚丙烯中加入含磷防老劑，酚類防老劑，胺類防老劑制備出抗高能輻射聚丙烯。專利CN?90109720.9報(bào)道了在間同立構(gòu)聚丙烯中加入含磷抗氧劑，含胺抗氧劑以及成核劑制備了抗輻照聚丙烯。

上述專利都是在聚丙烯中物理共混不同類型的穩(wěn)定劑，其缺點(diǎn)是穩(wěn)定劑和聚丙烯相容性不好、分散不均勻，加工過程中易揮發(fā)，使用過程中會(huì)從聚丙烯制品中析出，進(jìn)而污染制品。

鑒于物理共混法制備的抗輻照聚丙烯存在的問題，Wang等[1-3]報(bào)道了用溶液接枝法把4-甲基丙烯酰氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶或4-甲基丙烯酰氨基-1，2，2，6，6-五甲基哌啶接枝到聚丙烯上，然后與聚丙烯熔融共混制備抗輻照老化聚丙烯材料。上述方法存在的缺點(diǎn)為：(1)溶液接枝需要耗費(fèi)大量的溶劑，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，不易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；(2)接枝反應(yīng)中，甲基丙烯酰氨基反應(yīng)型哌啶容易自聚，接枝率和接枝效率不高，影響聚合物抗輻照老化性能。

(參考文獻(xiàn)[1]Wang?HL，Chen?WX.Journal?of?Applied?PolymerScience.1999，74：2150-2157[2]Wang?HL，Chen?WX.Journal?ofApplied?Polymer?Science.1998，69：2649-2656[3]Wang?HL.Journal?ofApplied?Polymer?Science.2005，98：2157-2164)

發(fā)明內(nèi)容

為了提高聚丙烯的抗輻照老化性能，克服物理共混方法存在的穩(wěn)定劑分散不均勻、易于揮發(fā)和析出以及溶液接枝法存在的對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重和不易加工的問題，本發(fā)明提供了一種制備抗輻照老化聚丙烯樹脂的方法，即利用酸酐酯化反應(yīng)制備反應(yīng)型受阻胺類穩(wěn)定劑，并將其接枝到聚丙烯分子鏈上，制備抗輻照老化聚丙烯樹脂。

一種抗輻照老化聚丙烯樹脂的制備方法，其步驟和條件如下：

第一步：反應(yīng)型受阻胺穩(wěn)定劑的制備

將酸酐、哌啶醇和溶劑加入帶有攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)器中，機(jī)械攪拌使其混合均勻，升溫至40-70℃進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為15-90分鐘，反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物倒入氯仿和飽和食鹽水混合液中，并移到分液漏斗中振蕩使之分層，除去未反應(yīng)的順丁烯二酸酐，將下層相應(yīng)減壓蒸餾除去氯仿和溶劑，得到白色固體為反應(yīng)型受阻胺穩(wěn)定劑；所述的反應(yīng)型受阻胺穩(wěn)定劑為單(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇基)順丁烯二酸酯(TPM)、單(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶醇基)順丁烯二酸酯(MPM)或它們的共混物；

所述的酸酐為順丁烯二酸酐，順丁烯二酸酐與哌啶醇的摩爾比為1.2-1.5∶1；

所述的哌啶醇為2，2，6，6-四甲基哌啶醇和1，2，2，6，6-五甲基哌啶醇中的一種；

所述的溶劑為苯、甲苯、二甲苯或它們的混合物，溶劑與哌啶醇的摩爾比為4-8∶1；

所述的氯仿和飽和食鹽水的體積比為：2-4∶1；

第二步：聚丙烯樹脂的預(yù)輻照

采用電子加速器或鈷源對(duì)聚丙烯樹脂進(jìn)行預(yù)輻照處理，輻照劑量為5-30kGy，制備帶有大分子過氧化物的預(yù)輻照聚丙烯；

所述的聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯，熔體流動(dòng)速率為0.5-20g/10min；

第三步：抗輻照老化聚丙烯樹脂的制備