[發明專利]一種含有酸酐基團的聚丙烯接枝物及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202011190917.4
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN113563523A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 袁浩;何金良;宋文波;李琦;胡軍;邵清;周垚;王宇韜
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院;清華大學
• 主分類號: C08F255/04
• 分類號: C08F255/04;C08F222/06;C08F222/08;C08F212/08;C08F212/12;C08F220/14
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明屬于聚合物領域，涉及一種含有酸酐基團的聚丙烯接枝物及其制備方法與應用。該含有酸酐基團的聚丙烯接枝物包括衍生自共聚聚丙烯的結構單元、衍生自馬來酸酐單體的結構單元和衍生自含烯基聚合單體的結構單元；以含有酸酐基團的聚丙烯接枝物的重量為基準，所述含有酸酐基團的聚丙烯接枝物中衍生自酸酐單體和含烯基聚合單體且處于接枝態的結構單元的含量為0.1～5wt％；并且，所述含有酸酐基團的聚丙烯接枝物中衍生自酸酐單體且處于接枝態的結構單元的含量為0.05～2wt％。本發明的含有酸酐基團的聚丙烯接枝物可在較高工作溫度下兼顧機械性能和電性能。

技術領域

本發明屬于聚合物領域，具體地，涉及一種含有酸酐基團的聚丙烯接枝物，一種含有酸酐基團的聚丙烯接枝物的制備方法，由該制備方法制得的含有酸酐基團的聚丙烯接枝物，以及該含有酸酐基團的聚丙烯接枝物的應用。

背景技術

高分子聚合物材料因具有優良的電氣絕緣性能與較低的制造成本，在電氣工程領域和電力行業中作為電力設備的絕緣材料而得到了大量的應用。其中以聚乙烯為代表的簡單結構高分子塑料絕緣材料的應用尤為廣泛，在此基礎上發展起來的交聯型聚乙烯、共聚型聚烯烴與橡膠材料被廣泛應用在電機與變壓器絕緣、線路絕緣、斷路器絕緣上。乙烯基高分子絕緣材料具有較好的機械性能與熱性能，優良的電氣絕緣性能與較低的價格，是一種工程上發展較為成熟的絕緣材料。

隨著電力行業的迅猛發展，電網系統朝著更高電壓等級與更大的電能輸送容量邁進，對絕緣材料的性能提出了更高的要求。在這一趨勢下，傳統的聚乙烯類絕緣材料已無法滿足更高的長期工作溫度與電場(目前在運的交聯聚乙烯的絕緣材料的最高長期使用溫度為70℃)。因此迫切需要開發新型的電力設備絕緣材料以適應更高工作溫度和場強下的使用要求。

聚丙烯材料作為一種簡單結構的高分子塑料，具有聚乙烯材料的一切優點。而且相比聚乙烯，聚丙烯具有更好的電氣絕緣性能和更高的熔點，作為絕緣材料有望適應更加嚴苛的工作環境。然而，聚丙烯的機械性能較聚乙烯稍差，尤其在低溫下較脆，不能直接作為絕緣材料使用。因此對于聚丙烯材料，有必要對其進行材料改性以實現電氣性能、機械性能和熱性能的綜合調控，以期在更高溫度和電場下保持較好的絕緣性能。

大量文獻和數據表明在聚丙烯材料中摻雜納米顆粒進行改性是提升電氣絕緣性能的一種有效途徑。但是在實際制備中會遇到納米顆粒摻雜行為難以控制的困難，從而導致納米顆粒易于團聚反而使得絕緣性能下降的問題，限制了其在實際工程中的廣泛應用。

因此有必要尋找一種絕緣性能調控能力明顯、可兼顧機械性能和熱性能、性能穩定、制備方便，貼合工程實際應用的新型改性聚丙烯材料。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺陷，提供一種新型含有酸酐基團的聚丙烯接枝物，其可在較高工作溫度下兼顧機械性能和電性能，適用于高溫、高運行場強工況。

本發明的第一方面提供一種含有酸酐基團的聚丙烯接枝物，該含有酸酐基團的聚丙烯接枝物包括衍生自共聚聚丙烯的結構單元、衍生自酸酐單體的結構單元和衍生自含烯基聚合單體的結構單元；以含有酸酐基團的聚丙烯接枝物的重量為基準，所述含有酸酐基團的聚丙烯接枝物中衍生自酸酐單體和含烯基聚合單體且處于接枝態的結構單元的含量為0.1～5wt％，優選為0.4～3wt％；并且，所述含有酸酐基團的聚丙烯接枝物中衍生自酸酐單體且處于接枝態的結構單元的含量為0.05～2wt％，優選為0.2～0.7wt％；

所述共聚聚丙烯具有以下特征：共聚單體含量為0.5～40mol％，優選為0.5～30mol％，更優選為4～25mol％；二甲苯可溶物含量為2～80wt％；可溶物中共聚單體含量為10～70wt％；可溶物與聚丙烯的特性粘數比為0.3～5。

根據本發明，優選地，所述酸酐選自具有至少一個烯烴不飽和度的酸酐。更優選地，所述酸酐選自馬來酸酐和/或衣康酸酐。進一步優選地，所述酸酐為馬來酸酐。