一種防霧聚烯烴接枝物及其制備方法與流程

文檔序號:11097479
本發明涉及一種防霧聚烯烴接枝物,具體是一種具有良好防霧性的聚烯烴接枝物及其制備方法。
背景技術
:聚烯烴具有良好的耐寒性和力學性、化學穩定性以及易加工等特性,被廣泛用于各種塑料制品中。同時聚烯烴也是一種疏水性樹脂,當被用作塑料薄膜,比如塑料大棚膜時,容易在室內外溫濕度差異較大的情況下在膜上起霧。原因在于薄膜的表面張力和水的表面張力相差較大,空氣中過飽和的水汽便會在薄膜表面凝結成大量水滴。霧滴的存在會影響薄膜的透明度,從而影響大棚作物的光合作用,最終導致作物的產量和質量下降?,F有技術中,提高聚烯烴薄膜表面潤濕性的方法可以分為外涂覆法和內添加法兩種。外涂覆法是指將防霧劑在薄膜外表面進行噴涂處理,如專利EP0732387、ZL200510025184.8、ZL200610064906.5所公開的方法。這種方法成本較高,效率低,并且存在溶劑揮發等環境危害問題。內添加法是指將防霧劑或流滴劑添加到聚烯烴原材料中共混擠出,吹塑成型得到防霧薄膜,如專利JP11310648、JP11322965、ZL200810238307.X、CN1225929A所公開的方法。但由于防霧劑和聚烯烴的相容性不好,這種方法無法避免小分子防霧劑從樹脂內部的遷移和析出問題。盡管后期通過加入多孔吸附材料進一步固定小分子防霧劑以減少其析出和流失,如專利CN201210250277.0和CN201210250242.7公開的方法,但始終沒有從本質上解決問題,尤其在雨季中經雨水沖刷,防霧效果下降更快。技術實現要素:針對現有技術的不足,本發明的目的在于提供一種防霧聚烯烴接枝物及其制備方法,防霧聚烯烴接枝物具有親水性能優異的特點,不易因雨水沖刷而流失,具有更加長久的防霧效果。實現本發明的目的可以通過采取如下技術方案達到:一種防霧聚烯烴接枝物,其特征在于,它是通過兩步接枝法制備而成,具體包括如下步驟:1)由聚烯烴與過氧化物引發劑、極性單體進行接枝反應,得到極性單體接枝物A;2)再由極性單體接枝物A通過化學鍵作用進一步接枝親水性大分子,得到防霧聚烯烴接枝物B。作為優選,所述極性單體接枝物A的原料配方包括按重量份計的以下組分:所述防霧聚烯烴接枝物B的原料配方包括按重量份計的以下組分:作為優選,步驟1)中,所述聚烯烴可選自聚乙烯,包括高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯,及其衍生物;聚丙烯,包括均聚聚丙烯、無規共聚聚丙烯、抗沖共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯,及其衍生物;聚丁烯;乙烯-醋酸乙烯共聚物;乙烯-α烯烴共聚物;二元乙丙橡膠;三元乙丙橡膠;乙烯-丙烯-α烯烴三元共聚物中的一種或多種。其中優選低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、無規共聚聚丙烯、抗沖共聚聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一種或多種。作為優選,步驟1)中,所述過氧化物引發劑可選自過氧化二異丙苯、二叔丁基過氧化物、過氧化苯甲酰、二氯代過氧化苯甲酰、過氧化月桂酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧化)己烷、雙(叔丁基過氧化異丙基)苯、叔丁基異丙苯基過氧化物、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化乙酸叔丁酯中的一種或多種。其中優選過氧化二異丙苯、二叔丁基過氧化物和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧化)己烷中的一種或多種。作為優選,步驟1)中,所述極性單體指不飽和羧酸及其衍生物,可選自丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸、馬來酸酐、5-降冰片烷-2,3-二酸酐、衣康酸酐、甲基順丁烯二酸酐、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯和乙基馬來酸酯中的一種或多種。其中優選丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐中的一種或多種。作為優選,步驟1)中,為了提高極性單體和聚烯烴的接枝率,所述極性單體接枝物A的原料還包括接枝助劑,但并非必須。所述接枝助劑選自苯乙烯、對甲基苯乙烯、二乙烯基苯、二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、聚醚多元醇三丙烯酸酯、三烯丙基異氰尿酸酯、雙季戊四醇六丙烯酸酯和雙三羥甲基丙烷丙烯酸酯中的一種或多種。其中優選苯乙烯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和三烯丙基異氰脲酸酯中的一種或多種。作為優選,步驟2)中,所述親水性大分子可選自聚乙二醇、聚乙烯醇和聚乙二醇修飾硅溶膠中的一種或多種。分子量選自2000-50000,優選5000-30000。作為優選,步驟2)中,為了提高親水性大分子和極性單體的接枝率,防霧聚烯烴接枝物B的原料還包括催化劑,但并非必須。所述催化劑選自1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽、N-羥基琥珀酰亞胺、N-羥基硫代琥珀酰亞胺和4-二甲氨基吡啶中的一種或兩種。作為優選,步驟2)中,為了提高接枝物的儲存穩定性,防霧聚烯烴接枝物B的原料還包括穩定劑;所述穩定劑可選自硫代二丙酸二月桂酯、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑B215、2-(2-羥基-3,5-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、癸二酸雙-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一種或多種。一種防霧聚烯烴接枝物的制備方法,其特征在于,它是通過兩步接枝法制備而成,具體包括如下步驟:1)由聚烯烴與過氧化物引發劑、極性單體、接枝助劑進行接枝反應,得到極性單體接枝物A;2)由極性單體接枝物A與親水性大分子、催化劑、穩定劑進行接枝反應,得到防霧聚烯烴接枝物B;其中,步驟1)和步驟2)所采用的接枝方法按以下方法中任意一種進行制備:溶液接枝法、熔融接枝法、固相接枝法。作為優選,步驟1)和步驟2)所采用的接枝方法均為熔融接枝法,接枝設備由單螺桿或者雙螺桿擠出機構成;單螺桿長徑比20:1-40:1,優選30:1-36:1;螺桿直徑60-120mm,優選90mm;雙螺桿長徑比28:1-40:1,優選28:1-36:1;螺桿直徑35-75mm,優選65mm;接枝溫度為140-230℃,優選160-220℃;螺桿轉速150-500rpm,優選200-400rpm。本發明的有益效果在于:本發明在上述步驟1)中,聚烯烴在過氧化物引發劑的作用下和極性單體發生接枝反應從而獲得具有反應活性的極性基團。這一步驟可以讓非極性的聚烯烴材料產生極性。但該步驟中的極性單體接枝率往往不高,并未能使聚烯烴材料獲得足夠的親水性而產生防霧效果。在步驟2)中,將步驟1)中所得的極性單體接枝聚烯烴A進一步和親水性大分子進行接枝反應,利用極性官能團和親水大分子上的可反應基團通過化學鍵作用相連接,從而獲得具有防霧效果的親水性聚烯烴接枝物B。相比已公開的專利報道,本發明中的有效防霧成分通過化學鍵作用與本體聚烯烴樹脂相連接,不易因雨水沖刷而流失,具有更加長久的防霧效果。具體實施方式下面,結合具體實施方式,對本發明做進一步描述:為了使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚,下面將具體實施例進行詳細描述。但本發明絕非限于這些例子。以下所述僅為本發明較好的實施例,僅僅用以解釋本發明,并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是,凡在本發明的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。因此,本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。實施例1:一種防霧聚烯烴接枝物的制備方法,它是通過兩步接枝法制備而成,具體包括如下步驟:接枝步驟1:將100份線性低密度聚乙烯(密度0.92g/cm3;熔融指數1g/10min(190℃,2.16kg))、0.05份2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧化)己烷和1份馬來酸酐加入混合機中,攪拌速度1000r/min,混合5min。將混合均勻的物料投入到φ65雙螺桿擠出機中,螺桿長徑比36:1,接枝溫度180℃,螺桿轉速300rpm。擠出造粒,得到極性單體接枝物A。接枝步驟2:將100份極性單體接枝物A、30份聚乙二醇(分子量20000)和0.1份抗氧劑B215加入混合機中,攪拌速度1000r/min,混合5min。將混合均勻的物料投入到φ65雙螺桿擠出機中,螺桿長徑比36:1,接枝溫度180℃,螺桿轉速300rpm。擠出造粒,得到防霧聚烯烴接枝物B。實施例2:一種防霧聚烯烴接枝物的制備方法,它是通過兩步接枝法制備而成,具體包括如下步驟:接枝步驟1:將100份無規共聚聚丙烯(密度0.90g/cm3;熔融指數2g/10min(230℃,2.16kg))、0.1份2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧化)己烷、0.1份二叔丁基過氧化物和2份馬來酸酐、1份苯乙烯加入混合機中,攪拌速度1000r/min,混合5min。將混合均勻的物料投入到φ65雙螺桿擠出機中,螺桿長徑比36:1,接枝溫度200℃,螺桿轉速200rpm。擠出造粒,得到極性單體接枝物A。接枝步驟2:將100份極性單體接枝物A、20份聚乙二醇(分子量30000)、0.05份抗氧劑1010、0.05份抗氧劑168和0.01份2-(2-羥基-3,5-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑加入混合機中,攪拌速度1000r/min,混合5min。將混合均勻的物料投入到φ65雙螺桿擠出機中,螺桿長徑比36:1,接枝溫度200℃,螺桿轉速200rpm。擠出造粒,得到防霧聚烯烴接枝物B。實施例3:一種防霧聚烯烴接枝物的制備方法,它是通過兩步接枝法制備而成,具體包括如下步驟:接枝步驟1:將100份抗沖共聚聚丙烯(密度0.91g/cm3;熔融指數1.8g/10min(230℃,2.16kg))、1.5份2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧化)己烷、5份馬來酸、5份馬來酸酐和0.5份三烯丙基異氰脲酸酯加入混合機中,攪拌速度1000r/min,混合5min。將混合均勻的物料投入到φ65雙螺桿擠出機中,螺桿長徑比32:1,接枝溫度190℃,螺桿轉速200rpm。擠出造粒,得到極性單體接枝物A。接枝步驟2:將100份極性單體接枝物A、30份聚乙烯醇(分子量10000)、1份4-二甲氨基吡啶、0.5份抗氧劑B215和0.5份2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮加入混合機中,攪拌速度1000r/min,混合5min。將混合均勻的物料投入到φ65雙螺桿擠出機中,螺桿長徑比32:1,接枝溫度180℃,螺桿轉速200rpm。擠出造粒,得到防霧聚烯烴接枝物B。實施例4:一種防霧聚烯烴接枝物的制備方法,它是通過兩步接枝法制備而成,具體包括如下步驟:接枝步驟1:將100份乙烯-醋酸乙烯共聚物(密度0.92g/cm3;熔融指數0.8g/10min(190℃,2.16kg))、0.08份過氧化二異丙苯、1份丙烯酸和1.5份馬來酸酐加入混合機中,攪拌速度1000r/min,混合5min。將混合均勻的物料投入到φ65雙螺桿擠出機中,螺桿長徑比30:1,接枝溫度160℃,螺桿轉速400rpm。擠出造粒,得到極性單體接枝物A。接枝步驟2:將100份極性單體接枝物A、50份聚乙二醇修飾硅溶膠(分子量5000)、1份1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽、0.5份N-羥基琥珀酰亞胺和0.1份硫代二丙酸二月桂酯加入混合機中,攪拌速度1000r/min,混合5min。將混合均勻的物料投入到φ90單螺桿擠出機中,螺桿長徑比36:1,接枝溫度170℃,螺桿轉速200rpm。擠出造粒,得到防霧聚烯烴接枝物B。實施例5:一種防霧聚烯烴接枝物的制備方法,它是通過兩步接枝法制備而成,具體包括如下步驟:接枝步驟1:將70份低密度聚乙烯(密度0.91g/cm3;熔融指數1.5g/10min(190℃,2.16kg))、30份線性低密度聚乙烯(密度0.92g/cm3;熔融指數1g/10min(190℃,2.16kg))、0.005份過氧化二異丙苯、0.02份2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧化)己烷、0.1份馬來酸、0.1份丙烯酸和0.1份馬來酸酐加入混合機中,攪拌速度1000r/min,混合5min。將混合均勻的物料投入到φ65雙螺桿擠出機中,螺桿長徑比36:1,接枝溫度180℃,螺桿轉速300rpm。擠出造粒,得到極性單體接枝物A。接枝步驟2:將100份極性單體接枝物A、10份聚乙二醇修飾硅溶膠(分子量30000)、0.4份1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽、0.3份N-羥基硫代琥珀酰亞胺、0.1份抗氧劑168和0.01份癸二酸雙-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯加入混合機中,攪拌速度1000r/min,混合5min。將混合均勻的物料投入到φ65單螺桿擠出機中,螺桿長徑比36:1,接枝溫度170℃,螺桿轉速300rpm。擠出造粒,得到防霧聚烯烴接枝物B。對比例1:接枝步驟1:同實施例1。接枝步驟2:不進行。對比例2:將40份無規共聚聚丙烯(密度0.90g/cm3;熔融指數2g/10min(230℃,2.16kg))、60份線性低密度聚乙烯(密度0.91g/cm3;熔融指數5g/10min(230℃,2.16kg))、60份防霧劑山梨醇單棕櫚酸酯、3份N,N-乙撐雙硬脂酰胺和0.1份抗氧劑B215加入混合機中,攪拌速度1000r/min,混合5min。將混合均勻的物料投入到φ65雙螺桿擠出機中,螺桿長徑比36:1,熔融溫度210℃,螺桿轉速300rpm。擠出造粒,得到對比例2產物。對比例3:將100份乙烯-醋酸乙烯共聚物、1.5份乙烯-醋酸乙烯-丙烯酸丁酯接枝物、0.9份改性硅藻土、4份脂肪酸乙二醇酯、0.2份抗氧劑1010、0.15份硬脂酸鈣加入混合機中,攪拌速度1000r/min,混合5min。將混合均勻的物料投入到φ65雙螺桿擠出機中,螺桿長徑比36:1,熔融溫度190℃,螺桿轉速300rpm。擠出造粒,得到對比例3產物。接觸角測試方法:將樣品熔融壓制成厚度約為0.1mm薄膜,固定在樣品臺上,將2μL純水滴于試樣表面,待水珠靜止后,用KRUSSDSA100接觸角測試儀進行測量。初始防霧性能評價:將樣品熔融壓制成厚度約為0.1mm薄膜,展平懸置于90℃熱水液面正上方距離液面6厘米處,持續7秒以上不起霧,即為優秀,用“○”表示;4秒以上7秒以下不起霧,即為一般,用“△”表示;小于4秒不起霧,即為差,用“×”表示。水洗防霧性能評價:將樣品熔融壓制成厚度約為0.1mm薄膜,完全浸沒于20℃清水中,靜置24小時后取出自然風干。然后按照上述初始防霧性能評價方法評價。表1各實施例和對比例的聚烯烴接枝物防霧性能評價樣品編號接觸角/°初始防霧性能水洗防霧性能實施例120.2○○實施例224.4○○實施例326.4○○實施例425.8○○實施例528.1○○對比例165.1××對比例216.3○×對比例330.0○△從表1可以看出,相比對比例1-3,本發明實施例1-5具有優異的親水性能,初始防霧性能優秀,水洗防霧性能優秀。對于本領域的技術人員來說,可根據以上描述的技術方案以及構思,做出其它各種相應的改變以及變形,而所有的這些改變以及變形都應該屬于本發明權利要求的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3 
再多了解一些
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