[發明專利]一種功能化聚烯烴及其制備方法

在審

• 申請號: 201810076478.0
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108359057A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 于翔;曹偉娜;李俊;徐茜;丁寧;王延偉
• 申請（專利權）人: 河南工程學院
• 主分類號: C08F255/02
• 分類號: C08F255/02;C08F222/06;C08F220/32;C08F212/08;C08F2/38
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 鄭園;張志軍

本發明公開了一種功能化聚烯烴材料及其制備方法，利用第一類引發劑固相降解聚烯烴，然后利用第二類引發劑實現功能單體在聚烯烴的接枝，制備的功能化聚烯烴材料接枝率高，在聚烯烴與其它聚合物的合金材料等領域具有巨大的應用價值。采用固相法制備功能化聚烯烴材料，一方面能夠去除殘留的引發劑和功能單體，減少界面活性劑的回收，另一方面所述方法不會改變聚烯烴材料原有外形，減少了制備工藝，降低了生產成本，適宜大規模工業化生產。

技術領域

本發明屬于高分子材料合成與應用領域，具體涉及一種功能化聚烯烴材料及其制備方法。

背景技術

聚烯烴材料，以聚乙烯和聚丙烯為主，作為通用樹脂廣泛應用于汽車，家電，個人護理等各個領域。但是，聚烯烴材料為非極性材料，分子結構上表現為沒有極性基團（如羥基，羧基等）或功能基團（如馬來酸酐，環氧基團等），導致耐寒性差、低溫易脆斷、染色性和粘結性差、抗蠕變性能差，這使得聚烯烴材料的應用受到了一定的局限。

功能化聚烯烴是指含有功能基團或鏈段的聚烯烴材料，極性或功能基團的存在改善了聚烯烴材料在染色粘結等方面的多種性能，大大擴大了聚烯烴材料的使用范圍。例如，功能化聚烯烴材料制備的薄膜將具有更佳的阻隔性能和親水性能。目前，功能化聚烯烴可通過化學接枝(懸浮接枝、溶液接枝、熔融接枝、固相接枝、氣相接枝)、機械接枝、光接枝等方法合成。CN1793190 公開了一種高接枝率的馬來酸酐接枝聚丙烯的制備方法，在聚丙烯粉料、馬來酸酐單體、引發劑過氧化二苯甲酰、界面活性劑二甲苯的反應體系中，采用冷凝回流界面活性劑二甲苯的技術手段，提高界面活性劑作用效率，馬來酸酐接枝率達到 2.0%~3.5%。專利CN104592452 A公開了一種熔融接枝制備高接枝率聚丙烯改性料的方法，在170℃~190℃的溫度下，先通過有機過氧化物對聚丙烯進行降解使其高分子鏈斷裂，然后再采用熔融接枝的方法將極性單體接枝到聚丙烯分子主鏈上，從而顯著提高接枝率，但是該方法溫度過高，除了有機過氧化物對聚丙烯產生降解作用，過高的溫度也會導致聚丙烯自身降解明顯，從而產生副反應，另外過高的溫度也會導致單體揮發，且熔融接枝聚丙烯基體內殘留的單體、引發劑難以去除，從而影響改性聚丙烯的用途。專利CN106279544 A公開了一種超細粒徑聚烯烴固相接枝制備接枝聚合物的方法，通過加入平均粒徑為20μm～300μm的聚丙烯、界面活性劑、有機過氧化物以及接枝單體大大提高單體接枝率，且工藝簡單，無需溶劑回收，但是該方法一次加入全部物料在攪拌過程中很容易產生單體的自聚發生副反應。

傳統PP功能化接枝的方法原理均是首先利用過氧化物在高分子鏈上形成大分子自由基，然后引發功能單體聚合形成功能化聚烯烴材料。但是，過氧化物和功能單體的共同加入，使得過氧化物引發的聚烯烴降解和功能單體接枝兩過程同時進行，無法確保功能單體的接枝效率，工藝不穩定且難以調節。特別是在熔融接枝工藝中，溫度高反應時間短，功能單體反應不完全，極易造成大量單體殘留在聚烯烴材料中，使得產品具有刺激性氣味，限制了功能化聚烯烴的大規模應用。

因此，為提升功能化聚烯烴材料的使用性能，亟需開發新型功能化聚烯烴材料及其新制備工藝。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種功能化聚烯烴及其制備方法，制得的功能化聚烯烴材料功能基團接枝率高，聚烯烴降解情形大大抑制，提升了功能化聚烯烴材料的使用性能，相比于現有方法能夠有效控制聚烯烴的降解或交聯，減小材料中功能單體分子和引發劑的殘留，且工藝簡單，適于工業化生產。

為解決上述技術問題，本發明提供以下技術方案：

一種功能化聚烯烴材料，它是由下述重量份數的原料制成的：聚烯烴100份，界面活性劑10～300份，第一類引發劑2~20份，第二類引發劑1~15份，功能單體50~150份；

所述功能化聚烯烴材料分子結構通式如下：