CN113563527B - 一种接枝改性聚丙烯材料及其制备方法与应用 - Google Patents
一种接枝改性聚丙烯材料及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113563527B CN113563527B CN202011195771.2A CN202011195771A CN113563527B CN 113563527 B CN113563527 B CN 113563527B CN 202011195771 A CN202011195771 A CN 202011195771A CN 113563527 B CN113563527 B CN 113563527B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- modified polypropylene
- polypropylene material
- copolymer
- polypropylene
- graft modified
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 title claims abstract description 254
- -1 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 253
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 253
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 165
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 125
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 109
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 61
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 86
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 57
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 claims description 50
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 44
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 40
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 40
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 claims description 29
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 25
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 21
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 21
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 17
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 14
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 13
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 13
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 13
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 13
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 12
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 11
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- ZGEGCLOFRBLKSE-UHFFFAOYSA-N 1-Heptene Chemical compound CCCCCC=C ZGEGCLOFRBLKSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-pentene Chemical compound CC(C)CC=C WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 6
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 claims description 6
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 150000002978 peroxides Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical group N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WROUWQQRXUBECT-UHFFFAOYSA-N 2-ethylacrylic acid Chemical compound CCC(=C)C(O)=O WROUWQQRXUBECT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N Lauroyl peroxide Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OOC(=O)CCCCCCCCCCC YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MZVQCMJNVPIDEA-UHFFFAOYSA-N [CH2]CN(CC)CC Chemical group [CH2]CN(CC)CC MZVQCMJNVPIDEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 claims description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000004356 hydroxy functional group Chemical group O* 0.000 claims description 3
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- 229940049964 oleate Drugs 0.000 claims description 3
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims description 3
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims description 3
- 125000004079 stearyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 3
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 3
- QEQBMZQFDDDTPN-UHFFFAOYSA-N (2-methylpropan-2-yl)oxy benzenecarboperoxoate Chemical compound CC(C)(C)OOOC(=O)C1=CC=CC=C1 QEQBMZQFDDDTPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylhexanoic acid Chemical compound CCCCC(CC)C(O)=O OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SHZIWNPUGXLXDT-UHFFFAOYSA-N caproic acid ethyl ester Natural products CCCCCC(=O)OCC SHZIWNPUGXLXDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BLCKNMAZFRMCJJ-UHFFFAOYSA-N cyclohexyl cyclohexyloxycarbonyloxy carbonate Chemical compound C1CCCCC1OC(=O)OOC(=O)OC1CCCCC1 BLCKNMAZFRMCJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N di-tert-butyl peroxide Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)C LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BWJUFXUULUEGMA-UHFFFAOYSA-N propan-2-yl propan-2-yloxycarbonyloxy carbonate Chemical compound CC(C)OC(=O)OOC(=O)OC(C)C BWJUFXUULUEGMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 42
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 30
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 21
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 10
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 10
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 10
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 9
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N glycidyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 6
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N decalin Chemical compound C1CCCC2CCCCC21 NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- PBKONEOXTCPAFI-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C(Cl)=C1 PBKONEOXTCPAFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 3
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 229920001384 propylene homopolymer Polymers 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 2
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 229920003020 cross-linked polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004703 cross-linked polyethylene Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 102220040412 rs587778307 Human genes 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 2
- PXXNTAGJWPJAGM-UHFFFAOYSA-N vertaline Natural products C1C2C=3C=C(OC)C(OC)=CC=3OC(C=C3)=CC=C3CCC(=O)OC1CC1N2CCCC1 PXXNTAGJWPJAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FVQMJJQUGGVLEP-UHFFFAOYSA-N (2-methylpropan-2-yl)oxy 2-ethylhexaneperoxoate Chemical compound CCCCC(CC)C(=O)OOOC(C)(C)C FVQMJJQUGGVLEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1Cl RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- YKTNISGZEGZHIS-UHFFFAOYSA-N 2-$l^{1}-oxidanyloxy-2-methylpropane Chemical group CC(C)(C)O[O] YKTNISGZEGZHIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196322 Marchantia Species 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M Superoxide Chemical compound [O-][O] OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001555 benzenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 150000001924 cycloalkanes Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- RXKJFZQQPQGTFL-UHFFFAOYSA-N dihydroxyacetone Chemical compound OCC(=O)CO RXKJFZQQPQGTFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004210 ether based solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 239000005453 ketone based solvent Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 229920002454 poly(glycidyl methacrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F255/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00
- C08F255/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms
- C08F255/04—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms on to ethene-propene copolymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Graft Or Block Polymers (AREA)
Abstract
本发明属于聚合物领域，涉及一种接枝改性聚丙烯材料及其制备方法与应用。该接枝改性聚丙烯材料包括衍生自共聚聚丙烯的结构单元和衍生自丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的结构单元；以接枝改性聚丙烯材料的重量为基准，所述接枝改性聚丙烯材料中衍生自丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体且处于接枝态的结构单元的含量为0.3～7wt％；所述共聚聚丙烯具有以下特征：共聚单体含量为0.5～40mol％；二甲苯可溶物含量为2～80wt％。本发明的接枝改性聚丙烯材料可在较高工作温度下兼顾机械性能和电性能。
Description
技术领域
本发明属于聚合物领域，具体地，涉及一种接枝改性聚丙烯材料，一种接枝改性聚丙烯材料的制备方法，由该制备方法制得的接枝改性聚丙烯材料，以及该接枝改性聚丙烯材料的应用。
背景技术
高分子聚合物材料因具有优良的电气绝缘性能与较低的制造成本，在电气工程领域和电力行业中作为电力设备的绝缘材料而得到了大量的应用。其中以聚乙烯为代表的简单结构高分子塑料绝缘材料的应用尤为广泛，在此基础上发展起来的交联型聚乙烯、共聚型聚烯烃与橡胶材料被广泛应用在电机与变压器绝缘、线路绝缘、断路器绝缘上。乙烯基高分子绝缘材料具有较好的机械性能与热性能，优良的电气绝缘性能与较低的价格，是一种工程上发展较为成熟的绝缘材料。
随着电力行业的迅猛发展，电网***朝着更高电压等级与更大的电能输送容量迈进，对绝缘材料的性能提出了更高的要求。在这一趋势下，传统的聚乙烯类绝缘材料已无法满足更高的长期工作温度与电场(目前在运的交联聚乙烯的绝缘材料的最高长期使用温度为70℃)。因此迫切需要开发新型的电力设备绝缘材料以适应更高工作温度和场强下的使用要求。
聚丙烯材料作为一种简单结构的高分子塑料，具有聚乙烯材料的一切优点。而且相比聚乙烯，聚丙烯具有更好的电气绝缘性能和更高的熔点，作为绝缘材料有望适应更加严苛的工作环境。然而，聚丙烯的机械性能较聚乙烯稍差，尤其在低温下较脆，不能直接作为绝缘材料使用。因此对于聚丙烯材料，有必要对其进行材料改性以实现电气性能、机械性能和热性能的综合调控，以期在更高温度和电场下保持较好的绝缘性能。
大量文献和数据表明在聚丙烯材料中掺杂纳米颗粒进行改性是提升电气绝缘性能的一种有效途径。但是在实际制备中会遇到纳米颗粒掺杂行为难以控制的困难，从而导致纳米颗粒易于团聚反而使得绝缘性能下降的问题，限制了其在实际工程中的广泛应用。
因此有必要寻找一种绝缘性能调控能力明显、可兼顾机械性能和热性能、性能稳定、制备方便，贴合工程实际应用的新型改性聚丙烯材料。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种新型接枝改性聚丙烯材料，其可在较高工作温度下兼顾机械性能和电性能，适用于高温、高运行场强工况。
本发明的第一方面提供一种接枝改性聚丙烯材料，该接枝改性聚丙烯材料包括衍生自共聚聚丙烯的结构单元和衍生自丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的结构单元；以接枝改性聚丙烯材料的重量为基准，所述接枝改性聚丙烯材料中衍生自丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体且处于接枝态的结构单元的含量为0.3～7wt％，优选为0.8～5wt％；
所述共聚聚丙烯具有以下特征：共聚单体含量为0.5～40mol％，优选为0.5～30mol％，更优选为4～25mol％；二甲苯可溶物含量为2～80wt％；可溶物中共聚单体含量为10～70wt％；可溶物与聚丙烯的特性粘数比为0.3～5。
本发明中，所述“结构单元”意指其为接枝改性聚丙烯材料的一部分，其形式并不受限。具体地，“衍生自共聚聚丙烯的结构单元”是指由共聚聚丙烯形成的产物，其既包括“基团”形式的，也包括“聚合物”形式的。“衍生自丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的结构单元”是指由丙烯酸酯类单体形成的产物，或指由丙烯酸酯类单体形成的产物和由丙烯酸类单体形成的产物的混合物，其既包括“基团”形式的，也包括“单体”形式的，还包括“聚合物”形式的。所述“结构单元”可以是重复的单元，也可以是非重复的独立单元。
本发明中，“处于接枝态”的衍生自丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的结构单元是指与共聚聚丙烯形成共价连接(接枝)的衍生自丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的结构单元。
本发明中，共聚聚丙烯的“共聚单体”的含义为本领域技术人员公知，是指与丙烯共聚的单体。
根据本发明，优选地，所述接枝改性聚丙烯材料由共聚聚丙烯和丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体经接枝反应制得，优选经固相接枝反应制得。本发明的接枝反应是自由基聚合反应，因此，所述“处于接枝态”是指反应物经过自由基聚合后，与另一反应物形成连接的状态。所述连接既包括直接的连接，也包括间接的连接。
在接枝反应过程中，丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体可各自或相互聚合形成一定量的未接枝的聚合物。本发明的术语“接枝改性聚丙烯材料”既包括由共聚聚丙烯和丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体经接枝反应直接制得的产物(粗品)，也包括将该产物进行进一步纯化得到的接枝改性聚丙烯纯品。
根据本发明，优选地，所述接枝改性聚丙烯材料具有以下特征中的至少一种：在230℃，2.16kg载荷下的熔体流动速率为0.01～30g/10min，优选为0.05～20g/10min，进一步优选为0.1～10g/10min，更优选为0.2～8g/10min；弯曲模量为10～1100MPa，优选为20～1000MPa，更优选为50～600MPa；断裂伸长率≥200％，优选断裂伸长率≥300％；拉伸强度大于5MPa，优选为10～40MPa。
根据本发明，优选地，所述接枝改性聚丙烯材料具有以下特征中的至少一种：
-所述接枝改性聚丙烯材料的工作温度≥90℃，优选为90～160℃；
-所述接枝改性聚丙烯材料在90℃下的击穿场强Eg≥180kV/mm，优选为180～800kV/mm；
-所述接枝改性聚丙烯材料在90℃下的击穿场强Eg与所述共聚聚丙烯在90℃下的击穿场强E的差值△E除以所述共聚聚丙烯在90℃下的击穿场强E所得的击穿场强变化率△E/E大于2％，优选为2.5％～50％，更优选为4％～35％，进一步优选为5％～25％；
-所述接枝改性聚丙烯材料在90℃、15kV/mm场强下的直流体积电阻率ρvg≥1.0×1013Ω·m，优选为1.5×1013Ω·m～1.0×1020Ω·m；
-所述接枝改性聚丙烯材料在90℃、15kV/mm场强下的直流体积电阻率ρvg与所述共聚聚丙烯在90℃、15kV/mm场强下的直流体积电阻率ρv的比值ρvg/ρv大于1.5，优选为1.8～30，更优选为2～10，进一步优选为2.5～6；
-所述接枝改性聚丙烯材料在90℃、50Hz下的介电常数大于等于2.0，优选2.0～2.5。
本发明所述的丙烯酸酯类单体可以是任何能够通过自由基进行聚合的单体丙烯酸酯类化合物，可选自具有式I所示结构的单体中的至少一种；
其中，R1、R2、R3各自独立地选自H、C1-C6直链烷基、C3-C6支链烷基；R4选自取代或未取代的以下基团：C1-C20直链烷基、C3-C20支链烷基、C3-C12环烷基、C3-C12环氧烷基、C3-C12环氧烷基烷基，所述取代的基团选自卤素、氨基和羟基中的至少一种。
优选地，所述丙烯酸酯类单体选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸椰子油酸酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基丙酯和(甲基)丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
本发明所述的丙烯酸类单体可以是任何能够通过自由基进行聚合的单体丙烯酸类化合物，可选自具有式II所示结构的单体中的至少一种；
其中，R1、R2、R3各自独立地选自H、C1-C6直链烷基、C3-C6支链烷基。
优选地，所述丙烯酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸和2-乙基丙烯酸中的至少一种。
本发明中C3-C12环氧烷基烷基是指具有3-12个碳原子的环氧烷基取代的烷基，例如，环氧乙烷基甲基。
本发明中，衍生自丙烯酸类单体的结构单元可不存在，也可与衍生自丙烯酸酯类单体的结构单元共同存在，优选地，衍生自丙烯酸酯类单体的结构单元与衍生自丙烯酸类单体的结构单元的摩尔比为1:0～2，优选为1:0.125～1。
根据本发明，共聚聚丙烯(本发明中的基础聚丙烯)为含有乙烯或高级α-烯烃的丙烯共聚物或者其混合物。具体地，所述共聚聚丙烯的共聚单体选自除丙烯外的C2-C8的α-烯烃中的至少一种。所述除丙烯外的C2-C8的α-烯烃包括但不限于：乙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯中的至少一种，优选为乙烯和/或1-丁烯，进一步优选地，所述共聚聚丙烯由丙烯和乙烯组成。
本发明的共聚聚丙烯可以为多相丙烯共聚物。多相丙烯共聚物可以含有丙烯均聚物或丙烯无规共聚物基质组分(1)，以及分散在其中的另一丙烯共聚物组分(2)。在丙烯无规共聚物中，共聚单体无规地分布在丙烯聚合物的主链上。优选地，本发明的共聚聚丙烯为通过现有工艺在反应器内原位(in situ)制备的多相丙烯共聚物。
根据一种优选的实施方式，所述多相丙烯共聚物含有丙烯均聚物基质或无规共聚物基质(1)，以及分散在其中的含有一种或多种乙烯或高级α-烯烃共聚单体的丙烯共聚物组分(2)。所述多相丙烯共聚物可以为海岛结构或双连续结构。
在本领域中已知有两种多相丙烯共聚物，含有丙烯无规共聚物作为基质相的多相丙烯共聚物或含有丙烯均聚物作为基质相的多相丙烯共聚物。无规共聚物基质(1)是共聚用单体部分无规地分布在聚合物链上形成的共聚物，换言之，由随机长度(包含单分子)的两种单体单元交替顺序组成。优选基质(1)中的共聚单体选自乙烯或丁烯。特别优选基质(1)中的共聚单体为乙烯。
优选地，分散在多相丙烯共聚物的均聚物或共聚物基质(1)中的丙烯共聚物(2)基本上是无定形的。术语“基本上是无定形的”在此是指丙烯共聚物(2)比均聚物或共聚物基质(1)具有更低的结晶度。
根据本发明，除上述组成特征以外，所述共聚聚丙烯还具有以下特征中的至少一种：共聚单体含量为4～25wt％，优选为4～22wt％；二甲苯可溶物含量为18～75wt％，优选为30～70wt％，更优选为30～67wt％；可溶物中共聚单体含量为10～50wt％，优选为20～35wt％；可溶物与共聚聚丙烯的特性粘数比为0.5～3，优选为0.8～1.3。
根据本发明，优选地，所述共聚聚丙烯还具有以下特征中的至少一种：在230℃，2.16kg载荷下的熔体流动速率为0.01～60g/10min，优选为0.05～35g/10min，进一步优选为0.5～15g/10min。熔融温度Tm为100℃以上，优选为110～180℃，更优选为110～170℃，进一步优选为120～170℃，更进一步优选为120～166℃。重均分子量优选为20×104～60×104g/mol。具有高Tm的基础聚丙烯在低温和高温下均具有令人满意的冲击强度和柔韧性，此外，在使用具有高Tm基础聚丙烯时，本发明的接枝改性聚丙烯具有能承受较高工作温度的优点。本发明所述共聚聚丙烯优选为多孔颗粒状或粉状树脂。
根据本发明，优选地，所述共聚聚丙烯还具有以下特征中的至少一种：弯曲模量为10～1000MPa，优选为50～600MPa；断裂伸长率≥200％，优选断裂伸长率≥300％。优选地，所述共聚聚丙烯的拉伸强度大于5MPa，优选为10～40MPa。
本发明所述共聚聚丙烯可以包括但不限于中国石化武汉石化的NS06，中国石化齐鲁石化的SPF179等任意可商业获得的适于本发明的聚丙烯粉料，也可以通过中国专利CN1081683、CN1108315、CN1228096、CN1281380、CN1132865C和CN102020733A等中记载的聚合工艺生产得到。常用的聚合工艺包括Basell公司的Spheripol工艺，三井油化公司的Hypol工艺，Borealis公司的Borstar PP工艺，DOW化学公司的Unipol工艺，INEOS(原BP-Amoco)公司的Innovene气相法工艺等。
本发明的所述接枝改性聚丙烯材料可通过包括以下步骤的方法制备得到：在惰性气体存在下，使包括共聚聚丙烯和丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的反应混合物进行固相接枝反应，得到所述接枝改性聚丙烯材料。
本发明的第二方面提供一种接枝改性聚丙烯材料的制备方法，该制备方法包括：在惰性气体存在下，使包括共聚聚丙烯和丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的反应混合物进行接枝反应，得到所述接枝改性聚丙烯材料；
其中，所述共聚聚丙烯的共聚单体含量为0.5～40mol％，优选为0.5～30mol％，更优选为4～25mol％；二甲苯可溶物含量为2～80wt％；可溶物中共聚单体含量为10～70wt％；可溶物与聚丙烯的特性粘数比为0.3～5；所述接枝反应的条件使得：以接枝改性聚丙烯材料的重量为基准，所述接枝改性聚丙烯材料中衍生自丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体且处于接枝态的结构单元的含量为0.3～7wt％，优选为0.8～5wt％。
本发明的接枝反应可参考本领域常规的各种方法进行，优选为固相接枝反应。如，在接枝用丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的存在下在共聚聚丙烯上形成活性接枝点，或者先在共聚聚丙烯上形成活性接枝点接着用接枝用单体进行处理。接枝点可通过自由基引发剂处理形成，或进行高能电离辐射或微波处理来形成。在聚合物中作为化学或辐射处理的结果而产生的自由基在聚合物上形成接枝点并在这些点上引发单体聚合。
优选地，通过自由基引发剂引发接枝点并进一步进行接枝反应。在这种情况下，所述反应混合物还包括自由基引发剂；进一步优选地，所述自由基引发剂选自过氧化物类自由基引发剂和/或偶氮类自由基引发剂。
其中，所述过氧化物类自由基引发剂优选选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化月桂酰、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙基酯、过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯和过氧化二碳酸二环己基酯中的至少一种；所述偶氮类自由基引发剂优选为偶氮二异丁腈和/或偶氮二异庚腈。
更优选地，通过过氧化物类自由基引发剂引发接枝点并进一步进行接枝反应。
此外，本发明的接枝反应也可以通过CN106543369A、CN104499281A、CN102108112A、CN109251270A、CN1884326A和CN101492517B中描述的方法进行。
在满足上述产品特征的前提下，本发明对接枝反应中各组分的用量没有特别的限定，具体地，所述自由基引发剂的质量与丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的总质量的比可以为0.1～10:100，优选为0.5～5:100。所述丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的总质量与所述共聚聚丙烯的质量的比为0.1～10:100，优选为0.5～8:100，进一步优选为0.8～7:100。所述丙烯酸酯类单体与丙烯酸类单体的摩尔比为1:0～2，优选为1:0.125～1。
本发明对接枝反应的工艺条件也没有特别的限定，具体地，所述接枝反应的温度可以为30～130℃，优选为60～120℃；时间可以为0.5～10h，优选为1～5h。
本发明中，所述“反应混合物”包括加入到接枝反应体系中的所有物料，物料可以一次性加入，也可以在反应的不同阶段加入。
本发明的反应混合物中还可以包括分散剂，所述分散剂优选为水或氯化钠的水溶液。所述分散剂的质量用量优选为共聚聚丙烯质量的50～300％。
本发明的反应混合物中还可以包括界面剂，所述界面剂为对聚烯烃具有溶胀作用的有机溶剂，优选为对共聚聚丙烯具有溶胀作用的下述有机溶剂中的至少一种：醚类溶剂、酮类溶剂、芳烃类溶剂、烷烃类溶剂；更优选为下述有机溶剂中的至少一种：氯代苯、多氯代苯、C6以上的烷烃或环烷烃、苯、C1-C4烷基取代苯、C2-C6脂肪醚、C3-C6脂肪酮、十氢萘；进一步优选为下述有机溶剂中的至少一种：苯、甲苯、二甲苯、氯苯、四氢呋喃、***、丙酮、己烷、环己烷、十氢萘、庚烷。所述界面剂的质量含量优选为共聚聚丙烯质量的1～30％，进一步优选为10～25％。
本发明的反应混合物中还可以包括有机溶剂，作为溶解固体自由基引发剂的溶剂，所述有机溶剂优选包括C2-C5醇类、C2-C4醚类和C3-C5酮类中的至少一种，更优选包括C2-C4醇类、C2-C3醚类和C3-C5酮类中的至少一种，最优选为乙醇、***和丙酮中的至少一种。所述有机溶剂的质量含量优选为共聚聚丙烯质量的1～35％。
本发明的接枝改性聚丙烯材料的制备方法中，对于丙烯酸酯类单体和共聚聚丙烯的限定与前述相同，在此不再赘述。
根据本发明，所述接枝改性聚丙烯材料的制备方法可选自以下方式之一：
方式一，所述制备方法包括以下步骤：
a.将共聚聚丙烯置于密闭反应器中，进行惰性气体置换；
b.将自由基引发剂与丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体加入到所述密闭反应器中，搅拌混合；
c.任选地加入界面剂，并任选地使反应体系进行溶胀；
d.任选地加入分散剂，使反应体系升温至接枝反应温度，进行接枝反应；
e.反应结束后，任选地进行过滤(使用水相分散剂情况下)、干燥，得到所述接枝改性聚丙烯材料。
更具体地，所述制备方法包括以下步骤：
a.将共聚聚丙烯置于密闭反应器中，进行惰性气体置换；
b.将自由基引发剂溶解于丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体中，配制成溶液，加入到装有共聚聚丙烯的密闭反应器中，搅拌混合；
c.加入界面剂0～30份，并任选地使反应体系在20～60℃下溶胀0～24小时；
d.加入分散剂0～300份，体系升温至接枝聚合温度30～130℃，反应0.5～10小时；
e.反应结束后，任选地进行过滤(使用水相分散剂情况下)、干燥，得到所述接枝改性聚丙烯材料。
方式二，所述制备方法包括以下步骤：
a.将共聚聚丙烯置于密闭反应器中，进行惰性气体置换；
b.将有机溶剂和自由基引发剂混合，加入到所述密闭反应器中；
c.除去所述有机溶剂；
d.加入丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体，任选地加入界面剂，并任选地使反应体系进行溶胀；
e.任选地加入分散剂，使反应体系升温至接枝反应温度，进行接枝反应；
f.反应结束后，任选地进行过滤(使用水相分散剂情况下)、干燥，得到所述接枝改性聚丙烯材料。
更具体地，所述制备方法包括以下步骤：
a.将共聚聚丙烯置于密闭反应器中，进行惰性气体置换；
b.将有机溶剂和自由基引发剂混合，配制成溶液加入到装有共聚聚丙烯的密闭反应器中；
c.惰性气体吹扫或通过真空除去所述有机溶剂；
d.加入丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体，加入界面剂0～30份，并任选地使反应体系在20～60℃下溶胀0～24小时；
e.加入分散剂0～300份，体系升温至接枝聚合温度30～130℃，反应0.5～10小时；
f.反应结束后，任选地进行过滤(使用水相分散剂情况下)、干燥，得到所述接枝改性聚丙烯材料。
根据本发明的方法，若反应结束后体系中存在挥发性组分，则本发明的方法优选包括脱挥发份的步骤，所述脱挥发份可以通过任何常规方法进行，包括在接枝工艺结束时真空提取或使用汽提剂。合适的汽提剂包括但不限于惰性气体。
如上所述，本发明的“接枝改性聚丙烯材料”既包括由共聚聚丙烯和丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体经接枝反应直接制得的产物(粗品)，也包括将该产物进行进一步纯化得到的接枝改性聚丙烯纯品，因此，本发明的制备方法中，可任选的包括对粗品进行纯化的步骤。所述纯化可采用本领域常规的各种方法，如抽提法。
本发明对所述接枝反应的接枝效率没有特别的限定，但是较高的接枝效率更有利于通过一步接枝反应即得到所需性能的接枝改性聚丙烯材料。因此，优选控制所述接枝反应的接枝效率为30～100％，进一步优选为35～80％。所述接枝效率的概念为本领域技术人员公知，是指接枝上的丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的总量/反应投料的丙烯酸酯类单体和任选的丙烯酸类单体的总量。
本发明的所述惰性气体可以为本领域常用的各种惰性气体，包括但不限于氮气、氩气。
本发明的第三方面提供由上述制备方法制得的接枝改性聚丙烯材料。
本发明的第四方面提供上述接枝改性聚丙烯材料的应用。例如，作为绝缘材料。
本发明的接枝改性聚丙烯材料可在较高工作温度下兼顾机械性能和电性能，适用于高温、高运行场强工况。此外，与加入小分子添加剂的材料相比，本发明的接枝改性聚丙烯材料避免了小分子迁移导致的性能下降，因此具有更好的稳定性。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
以下实施例和对比例中：
1、共聚聚丙烯中共聚单体含量的测定：
通过定量傅里叶变换红外(FTIR)光谱测定共聚单体的含量。通过定量核磁共振(NMR)光谱对确定的共聚单体含量的相关性进行校准。所述基于定量13C-NMR光谱所得结果的校准方法按照本领域的常规方法进行。
2、共聚聚丙烯中二甲苯可溶物含量、可溶物中共聚单体含量及可溶物/共聚聚丙烯的特性粘数比的测定：
用Polymer Char公司的CRYST-EX仪器进行测试。使用三氯苯溶剂，升温至150℃进行溶解，恒温90min，取样测试，再降温至35℃，恒温70min，取样测试。
3、共聚聚丙烯重均分子量的测定：
用高温GPC测定，采用Polymer Laboratory公司的PL-GPC 220型凝胶渗透色谱，试样用1,2,4-三氯苯溶解，浓度为1.0mg/ml。测试温度150℃，溶液流速为1.0ml/min。以聚苯乙烯的分子量作为内参来制定标准曲线，根据流出时间计算样品的分子量及分子量分布。
4、熔体流动速率MFR的测定：
按GB/T 3682-2018中规定的方法，用CEAST公司7026型熔融指数仪，在230℃，2.16kg载荷下测定。
5、熔融温度Tm的测定：
采用差示扫描量热仪对材料的熔融过程和结晶过程进行分析。具体操作为：在氮气保护下，将5～10mg样品从20℃至200℃采用三段式升降温测量方法进行测量，以热流量的变化反映材料的熔融和结晶过程，从而计算熔融温度Tm。
6、接枝效率GE、参数M1的测定：
将2～4g接枝产物放入索氏提取器中，用乙酸乙酯抽提24小时，除去未反应的单体及其均聚物，得到纯的接枝产物，烘干称重，计算参数M1及接枝效率GE。
参数M1代表所述接枝改性聚丙烯材料中衍生自丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的结构单元的含量，本发明中，M1和GE的计算公式如下：
以上公式中，w0是PP基体的质量；w1是接枝产物抽提前的质量；w2是接枝产物抽提后的质量；w3是加入丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的质量。
7、直流体积电阻率的测定：
按照GB/T 1410-2006中规定的方法进行测定。
8、击穿场强的测定：
按照GB/T 1408-2006中规定的方法进行测定。
9、拉伸强度的测定：
按照GB/T 1040.2-2006中规定的方法进行测定。
10、弯曲模量的测定：
按照GB/T 9341-2008中规定的方法进行测定。
11、断裂伸长率的测定：
按照GB/T 1040-2006中规定的方法进行测定。
12、介电常数与介电损耗因数的测定：
按照GB/T 1409-2006中规定的方法进行测定。
实施例中所用的原料描述于下表A中。
表A
*共聚聚丙烯1：实施例1中所用的共聚聚丙烯。
*共聚聚丙烯2：实施例2中所用的共聚聚丙烯。
*共聚聚丙烯3：实施例3中所用的共聚聚丙烯。
*共聚聚丙烯4：实施例4中所用的共聚聚丙烯。
*共聚聚丙烯5：实施例5中所用的共聚聚丙烯。
*共聚聚丙烯6：实施例6中所用的共聚聚丙烯。
实施例1
选取具有以下特征的基础共聚聚丙烯粉料：共聚单体乙烯含量18.1wt％，二甲苯可溶物含量48.7wt％，可溶物中共聚单体含量31.9wt％，可溶物/共聚聚丙烯特性粘数比0.89，重均分子量为34.3×104g/mol，在230℃，2.16kg载荷下的MFR为1.21g/10min，Tm＝143.4℃，击穿场强(90℃)为236kV/mm，直流体积电阻率(90℃，15kV/mm)为1.16E13Ω·m，筛分除去小于40目的细粉。称取上述基础共聚聚丙烯粉料2.0kg，加入到带有机械搅拌的10L反应釜中，密闭反应***，氮气置换除氧。加入2.5g过氧化二苯甲酰和80g甲基丙烯酸缩水甘油酯，搅拌混合30min，升温至90℃，反应4小时。反应结束后，氮气吹扫降温，得到聚丙烯-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯材料产品C1。
测试所得产品的各项性能参数，结果如表1所示。
实施例2
选取具有以下特征的基础共聚聚丙烯粉料：共聚单体乙烯含量14.7wt％，二甲苯可溶物含量41.7wt％，可溶物中共聚单体含量34.5wt％，可溶物/共聚聚丙烯特性粘数比0.91，重均分子量为36.6×104g/mol，在230℃，2.16kg载荷下的MFR为1.54g/10min，Tm＝164.9℃，击穿场强(90℃)为248kV/mm，直流体积电阻率(90℃，15kV/mm)为7.25E12Ω·m，筛分除去小于40目的细粉。称取上述基础共聚聚丙烯粉料2.0kg，加入到带有机械搅拌的10L反应釜中，密闭反应***，氮气置换除氧。加入1.2g过氧化二苯甲酰和40g甲基丙烯酸缩水甘油酯，搅拌混合30min，升温至95℃，反应4小时。反应结束后，氮气吹扫降温，得到聚丙烯-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯材料产品C2。
测试所得产品的各项性能参数，结果如表1所示。
实施例3
选取具有以下特征的基础共聚聚丙烯粉料：共聚单体乙烯含量20.1wt％，二甲苯可溶物含量66.1wt％，可溶物中共聚单体含量29.5wt％，可溶物/共聚聚丙烯特性粘数比1.23，重均分子量为53.8×104g/mol，在230℃，2.16kg载荷下的MFR为0.51g/10min，Tm＝142.5℃，击穿场强(90℃)为176kV/mm，直流体积电阻率(90℃，15kV/mm)为5.63E12Ω·m，筛分除去小于40目的细粉。称取上述基础共聚聚丙烯粉料2.0kg，加入到带有机械搅拌的10L反应釜中，密闭反应***，氮气置换除氧。加入3.5g过氧化二苯甲酰和125g甲基丙烯酸缩水甘油酯，搅拌混合30min，升温至90℃，反应4小时。反应结束后，氮气吹扫降温，得到聚丙烯-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯材料产品C3。
测试所得产品的各项性能参数，结果如表1所示。
实施例4
选取具有以下特征的基础共聚聚丙烯粉料：共聚单体乙烯含量9.3wt％，二甲苯可溶物含量21.0wt％，可溶物中共聚单体含量35.4wt％，可溶物/共聚聚丙烯特性粘数比1.68，重均分子量为30.4×104g/mol，在230℃，2.16kg载荷下的MFR为5.69g/10min，Tm＝163.0℃，击穿场强(90℃)为288kV/mm，直流体积电阻率(90℃，15kV/mm)为1.32E13Ω·m，筛分除去小于40目的细粉。称取上述基础共聚聚丙烯粉料2.0kg，加入到带有机械搅拌的10L反应釜中，密闭反应***，氮气置换除氧。加入2.8g过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯和100g甲基丙烯酸甲酯，搅拌混合30min，升温至95℃，加入95℃的分散剂去离子水3.0kg，反应4小时。反应结束后，过滤除去分散剂水，70℃下真空干燥10小时，冷却降温，得到聚丙烯-g-甲基丙烯酸甲酯材料产品C4。
测试所得产品的各项性能参数，结果如表1所示。
实施例5
选取具有以下特征的基础共聚聚丙烯粉料：共聚单体乙烯含量4.8wt％，二甲苯可溶物含量19.2wt％，可溶物中共聚单体含量17.6wt％，可溶物/共聚聚丙烯特性粘数比1.04，重均分子量为29.2×104g/mol，在230℃，2.16kg载荷下的MFR为5.37g/10min，Tm＝163.3℃，击穿场强(90℃)为322kV/mm，直流体积电阻率(90℃，15kV/mm)为1.36E13Ω·m，筛分除去小于40目的细粉。称取上述基础共聚聚丙烯粉料2.0kg，加入到带有机械搅拌的10L反应釜中，密闭反应***，氮气置换除氧。将1.3g过氧化二苯甲酰溶解于70g丙酮中，将所得丙酮溶液加入到反应体系中，升温至40℃，氮气吹扫30min除去丙酮，再加入50g丙烯酸丁酯，搅拌混合30min，升温至100℃，反应1小时。反应结束后，氮气吹扫降温，得到聚丙烯-g-丙烯酸丁酯材料产品C5。
测试所得产品的各项性能参数，结果如表1所示。
实施例6
选取具有以下特征的基础共聚聚丙烯粉料：共聚单体乙烯含量12.6wt％，二甲苯可溶物含量30.6wt％，可溶物中共聚单体含量43.6wt％，可溶物/共聚聚丙烯特性粘数比1.84，重均分子量为27.1×104g/mol，在230℃，2.16kg载荷下的MFR为8.46g/10min，Tm＝162.0℃，击穿场强(90℃)为261kV/mm，直流体积电阻率(90℃，15kV/mm)为9E12Ω·m，筛分除去小于40目的细粉。称取上述基础共聚聚丙烯粉料2.0kg，加入到带有机械搅拌的10L反应釜中，密闭反应***，氮气置换除氧。将0.8g过氧化月桂酰溶解于30g甲基丙烯酸甲酯和40g界面剂甲苯中，形成溶液，将溶液搅拌混合30min，升温至85℃，加入85℃的分散剂水4kg，反应1.5小时。反应结束后，冷却降温，过滤除去分散剂水，70℃下真空干燥10小时，得到聚丙烯-g-甲基丙烯酸甲酯材料产品C6。
测试所得产品的各项性能参数，结果如表1所示。
实施例7
称取实施例1的基础共聚聚丙烯粉料2.0kg，加入到带有机械搅拌的10L反应釜中，密闭反应***，氮气置换除氧。加入5.0g过氧化二苯甲酰和180g甲基丙烯酸缩水甘油酯，搅拌混合30min，40℃溶胀1小时，升温至90℃，反应4小时。反应结束后，氮气吹扫降温，得到聚丙烯-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯材料产品C7。
测试所得产品的各项性能参数，结果如表1所示。
实施例8
称取实施例1的基础共聚聚丙烯粉料2.0kg，加入到带有机械搅拌的10L反应釜中，密闭反应***，氮气置换除氧。加入1.5g过氧化二苯甲酰、40g丙烯酸甲酯和10g丙烯酸，搅拌混合30min，升温至90℃，反应4小时。反应结束后，氮气吹扫降温，得到聚丙烯-g-丙烯酸甲酯/丙烯酸材料产品C8。
测试所得产品的各项性能参数，结果如表1所示。
对比例1
称取筛分除去小于40目的细粉的T30S粉料(击穿场强(90℃)为347kV/mm，直流体积电阻率(90℃，15kV/mm)为1.18E13Ω·m)2.0kg，加入到带有机械搅拌的10L反应釜中，密闭反应***，氮气置换除氧。加入2.5g过氧化二苯甲酰和80g甲基丙烯酸缩水甘油酯，搅拌混合60min，升温至90℃，反应4小时。反应结束后，氮气吹扫降温，得到聚丙烯-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯产品D1。
测试所得产品的各项性能参数，结果如表1所示。
对比例2
选取具有以下特征的基础共聚聚丙烯粉料：共聚单体乙烯含量18.1wt％，二甲苯可溶物含量48.7wt％，可溶物中共聚单体含量31.9wt％，可溶物/共聚聚丙烯特性粘数比0.89，重均分子量为34.3×104g/mol，在230℃，2.16kg载荷下的MFR为1.21g/10min，Tm＝143.4℃，击穿场强(90℃)为236kV/mm，直流体积电阻率(90℃，15kV/mm)为1.16E13Ω·m，筛分除去小于40目的细粉。称取上述基础共聚聚丙烯粉料2.0kg，加入到带有机械搅拌的10L反应釜中，密闭反应***，氮气置换除氧。加入6g过氧化二苯甲酰和225g甲基丙烯酸缩水甘油酯，搅拌混合60min，升温至90℃，反应4小时。反应结束后，氮气吹扫却降温，得到聚丙烯-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯材料产品D2。
测试所得产品的各项性能参数，结果如表1所示。
对比例3
选取具有以下特征的基础共聚聚丙烯粉料：共聚单体乙烯含量18.1wt％，二甲苯可溶物含量48.7wt％，可溶物中共聚单体含量31.9wt％，可溶物/共聚聚丙烯特性粘数比0.89，重均分子量为34.3×104g/mol，在230℃，2.16kg载荷下的MFR为1.21g/10min，Tm＝143.4℃，击穿场强(90℃)为236kV/mm，直流体积电阻率(90℃，15kV/mm)为1.16E13Ω·m，筛分除去小于40目的细粉。称取上述基础共聚聚丙烯粉料500g，和20g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，使用螺杆挤出机混合，得到共混物D3。
测试所得产品的各项性能参数，结果如表1所示。
比较实施例1和对比例1的数据可以看出，采用T30S粉料作为基础粉料，所得聚丙烯-g-丙烯酸酯材料产品的弯曲模量过高，材料机械性能差，无法满足绝缘材料加工需求。
比较实施例1和对比例2的数据可以看出，丙烯酸酯类单体的加入量过高(M1值过高)会导致所得聚丙烯-g-丙烯酸酯材料产品击穿场强和体积电阻率下降，影响产品的电性能。
比较实施例1和对比例3的数据可以看出，采用共混丙烯酸酯聚合物的方式反而导致产品的击穿场强和体积电阻率大幅下降，极大影响产品的电性能。
综上，由表1数据可以看出，弯曲模量的大幅下降使得本发明的接枝改性聚丙烯材料具有良好的机械性能，并且，相比未接枝丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的共聚聚丙烯，接枝产物的击穿场强均得以提高，说明本发明的接枝改性聚丙烯材料同时具有良好的电性能。
此外，由介电常数和介电损耗数据可以看出，接枝改性并不影响材料的介电常数和介电损耗，本发明的材料满足绝缘所需必要条件。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
Claims (79)
1.一种接枝改性聚丙烯材料，其特征在于，该接枝改性聚丙烯材料包括衍生自共聚聚丙烯的结构单元和衍生自丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的结构单元；以接枝改性聚丙烯材料的重量为基准，所述接枝改性聚丙烯材料中衍生自丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体且处于接枝态的结构单元的含量为0.3～7wt％；
所述共聚聚丙烯具有以下特征：共聚单体含量为0.5～40mol％；二甲苯可溶物含量为2～80wt％；可溶物中共聚单体含量为10～70wt％；可溶物与聚丙烯的特性粘数比为0.3～5；
所述接枝改性聚丙烯材料具有以下特征：
-所述接枝改性聚丙烯材料的工作温度≥90℃；
-所述接枝改性聚丙烯材料在90℃下的击穿场强Eg≥180kV/mm；
-所述接枝改性聚丙烯材料在90℃下的击穿场强Eg与所述共聚聚丙烯在90℃下的击穿场强E的差值△E除以所述共聚聚丙烯在90℃下的击穿场强E所得的击穿场强变化率△E/E大于2％；
-所述接枝改性聚丙烯材料在90℃、15kV/mm场强下的直流体积电阻率ρvg≥1.0×1013Ω·m；
-所述接枝改性聚丙烯材料在90℃、15kV/mm场强下的直流体积电阻率ρvg与所述共聚聚丙烯在90℃、15kV/mm场强下的直流体积电阻率ρv的比值ρvg/ρv大于1.5；
-所述接枝改性聚丙烯材料在90℃、50Hz下的介电常数大于等于2.0；
所述丙烯酸酯类单体选自具有式I所示结构的单体中的至少一种；
其中，R1、R2、R3各自独立地选自H、C1-C6直链烷基、C3-C6支链烷基；R4选自取代或未取代的以下基团：C1-C20直链烷基、C3-C20支链烷基、C3-C12环烷基、C3-C12环氧烷基、C3-C12环氧烷基烷基，所述取代的基团选自卤素、氨基和羟基中的至少一种；
所述丙烯酸类单体选自具有式II所示结构的单体中的至少一种；
其中，R1、R2、R3各自独立地选自H、C1-C6直链烷基、C3-C6支链烷基。
2.根据权利要求1所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，以接枝改性聚丙烯材料的重量为基准，所述接枝改性聚丙烯材料中衍生自丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体且处于接枝态的结构单元的含量为0.8～5wt％。
3.根据权利要求1所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，共聚单体含量为0.5～30mol％。
4.根据权利要求1所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料具有以下特征中的至少一种：在230℃，2.16kg载荷下的熔体流动速率为0.01～30g/10min；弯曲模量为10～1100MPa；断裂伸长率≥200％；拉伸强度大于5MPa。
5.根据权利要求4所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料在230℃，2.16kg载荷下的熔体流动速率为0.05～20g/10min。
6.根据权利要求5所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料在230℃，2.16kg载荷下的熔体流动速率为0.1～10g/10min。
7.根据权利要求6所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料在230℃，2.16kg载荷下的熔体流动速率为0.2～8g/10min。
8.根据权利要求4所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料的弯曲模量为20～1000MPa。
9.根据权利要求8所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料的弯曲模量为50～600MPa。
10.根据权利要求4所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料的断裂伸长率≥300％。
11.根据权利要求4所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料的拉伸强度为10～40MPa。
12.根据权利要求1所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料的工作温度为90～160℃。
13.根据权利要求1所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料在90℃下的击穿场强Eg为180～800kV/mm。
14.根据权利要求1所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料在90℃下的击穿场强Eg与所述共聚聚丙烯在90℃下的击穿场强E的差值△E除以所述共聚聚丙烯在90℃下的击穿场强E所得的击穿场强变化率△E/E为2.5％～50％。
15.根据权利要求14所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料在90℃下的击穿场强Eg与所述共聚聚丙烯在90℃下的击穿场强E的差值△E除以所述共聚聚丙烯在90℃下的击穿场强E所得的击穿场强变化率△E/E为4％～35％。
16.根据权利要求15所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料在90℃下的击穿场强Eg与所述共聚聚丙烯在90℃下的击穿场强E的差值△E除以所述共聚聚丙烯在90℃下的击穿场强E所得的击穿场强变化率△E/E为5％～25％。
17.根据权利要求1所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料在90℃、15kV/mm场强下的直流体积电阻率ρvg为1.5×1013Ω·m～1.0×1020Ω·m。
18.根据权利要求1所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料在90℃、15kV/mm场强下的直流体积电阻率ρvg与所述共聚聚丙烯在90℃、15kV/mm场强下的直流体积电阻率ρv的比值ρvg/ρv为1.8～30。
19.根据权利要求18所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料在90℃、15kV/mm场强下的直流体积电阻率ρvg与所述共聚聚丙烯在90℃、15kV/mm场强下的直流体积电阻率ρv的比值ρvg/ρv为2～10。
20.根据权利要求19所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料在90℃、15kV/mm场强下的直流体积电阻率ρvg与所述共聚聚丙烯在90℃、15kV/mm场强下的直流体积电阻率ρv的比值ρvg/ρv为2.5～6。
21.根据权利要求1所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料在90℃、50Hz下的介电常数为2.0～2.5。
22.根据权利要求1所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述丙烯酸酯类单体选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸椰子油酸酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基丙酯和(甲基)丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
23.根据权利要求1所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述丙烯酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸和2-乙基丙烯酸中的至少一种。
24.根据权利要求1所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，衍生自丙烯酸酯类单体的结构单元与衍生自丙烯酸类单体的结构单元的摩尔比为1:0～2。
25.根据权利要求24所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，衍生自丙烯酸酯类单体的结构单元与衍生自丙烯酸类单体的结构单元的摩尔比为1:0.125～1。
26.根据权利要求1-25中任意一项所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯的共聚单体选自除丙烯外的C2-C8的α-烯烃中的至少一种。
27.根据权利要求26所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯的共聚单体选自乙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯中的至少一种。
28.根据权利要求27所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯的共聚单体为乙烯和/或1-丁烯。
29.根据权利要求28所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯由丙烯和乙烯组成。
30.根据权利要求1-25中任意一项所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯具有以下特征中的至少一种：共聚单体含量为4～25wt％；二甲苯可溶物含量为18～75wt％；可溶物中共聚单体含量为10～50wt％；可溶物与共聚聚丙烯的特性粘数比为0.5～3。
31.根据权利要求30所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯的共聚单体含量为4～22wt％。
32.根据权利要求30所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯的二甲苯可溶物含量为30～70wt％。
33.根据权利要求32所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯的二甲苯可溶物含量为30～67wt％。
34.根据权利要求30所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯的可溶物中共聚单体含量为20～35wt％。
35.根据权利要求30所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯的可溶物与共聚聚丙烯的特性粘数比为0.8～1.3。
36.根据权利要求1-25中任意一项所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯具有以下特征中的至少一种：在230℃，2.16kg载荷下的熔体流动速率为0.01～60g/10min；熔融温度Tm为100℃以上；重均分子量为20×104～60×104g/mol。
37.根据权利要求36所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯在230℃，2.16kg载荷下的熔体流动速率为0.05～35g/10min。
38.根据权利要求37所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯在230℃，2.16kg载荷下的熔体流动速率为0.5～15g/10min。
39.根据权利要求36所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯的熔融温度Tm为110～180℃。
40.根据权利要求39所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯的熔融温度Tm为110～170℃。
41.根据权利要求40所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯的熔融温度Tm为120～170℃。
42.根据权利要求41所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述共聚聚丙烯的熔融温度Tm为120～166℃。
43.根据权利要求1-25中任意一项所述的接枝改性聚丙烯材料，其中，所述接枝改性聚丙烯材料由共聚聚丙烯和丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体经固相接枝反应制得。
44.一种接枝改性聚丙烯材料的制备方法，该制备方法包括：在惰性气体存在下，使包括共聚聚丙烯和丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的反应混合物进行接枝反应，得到所述接枝改性聚丙烯材料；
其中，所述共聚聚丙烯的共聚单体含量为0.5～40mol％；二甲苯可溶物含量为2～80wt％；可溶物中共聚单体含量为10～70wt％；可溶物与聚丙烯的特性粘数比为0.3～5；所述接枝反应的条件使得：以接枝改性聚丙烯材料的重量为基准，所述接枝改性聚丙烯材料中衍生自丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体且处于接枝态的结构单元的含量为0.3～7wt％；
所述丙烯酸酯类单体选自具有式I所示结构的单体中的至少一种；
其中，R1、R2、R3各自独立地选自H、C1-C6直链烷基、C3-C6支链烷基；R4选自取代或未取代的以下基团：C1-C20直链烷基、C3-C20支链烷基、C3-C12环烷基、C3-C12环氧烷基、C3-C12环氧烷基烷基，所述取代的基团选自卤素、氨基和羟基中的至少一种；
所述丙烯酸类单体选自具有式II所示结构的单体中的至少一种；
其中，R1、R2、R3各自独立地选自H、C1-C6直链烷基、C3-C6支链烷基；
所述接枝改性聚丙烯材料具有以下特征：
-所述接枝改性聚丙烯材料的工作温度≥90℃；
-所述接枝改性聚丙烯材料在90℃下的击穿场强Eg≥180kV/mm；
-所述接枝改性聚丙烯材料在90℃下的击穿场强Eg与所述共聚聚丙烯在90℃下的击穿场强E的差值△E除以所述共聚聚丙烯在90℃下的击穿场强E所得的击穿场强变化率△E/E大于2％；
-所述接枝改性聚丙烯材料在90℃、15kV/mm场强下的直流体积电阻率ρvg≥1.0×1013Ω·m；
-所述接枝改性聚丙烯材料在90℃、15kV/mm场强下的直流体积电阻率ρvg与所述共聚聚丙烯在90℃、15kV/mm场强下的直流体积电阻率ρv的比值ρvg/ρv大于1.5；
-所述接枝改性聚丙烯材料在90℃、50Hz下的介电常数大于等于2.0。
45.根据权利要求44所述的制备方法，其中，所述共聚聚丙烯的共聚单体含量为0.5～30mol％。
46.根据权利要求44所述的制备方法，其中，所述接枝反应的条件使得：以接枝改性聚丙烯材料的重量为基准，所述接枝改性聚丙烯材料中衍生自丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体且处于接枝态的结构单元的含量为0.8～5wt％。
47.根据权利要求44所述的制备方法，其中，所述反应混合物还包括自由基引发剂。
48.根据权利要求47所述的制备方法，其中，所述自由基引发剂选自过氧化物类自由基引发剂和/或偶氮类自由基引发剂。
49.根据权利要求48所述的制备方法，其中，所述过氧化物类自由基引发剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化月桂酰、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙基酯、过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯和过氧化二碳酸二环己基酯中的至少一种；所述偶氮类自由基引发剂为偶氮二异丁腈和/或偶氮二异庚腈。
50.根据权利要求47所述的制备方法，其中，所述自由基引发剂的质量与丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的总质量的比为0.1～10:100。
51.根据权利要求50所述的制备方法，其中，所述自由基引发剂的质量与丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的总质量的比为0.5～5:100。
52.根据权利要求44所述的制备方法，其中，所述丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的总质量与所述共聚聚丙烯的质量的比为0.1～10:100。
53.根据权利要求52所述的制备方法，其中，所述丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的总质量与所述共聚聚丙烯的质量的比为0.5～8:100。
54.根据权利要求53所述的制备方法，其中，所述丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体的总质量与所述共聚聚丙烯的质量的比为0.8～7:100。
55.根据权利要求44所述的制备方法，其中，所述丙烯酸酯类单体与丙烯酸类单体的摩尔为1:0～2。
56.根据权利要求55所述的制备方法，其中，所述丙烯酸酯类单体与丙烯酸类单体的摩尔为1:0.125～1。
57.根据权利要求44所述的制备方法，其中，所述接枝反应的温度为30～130℃；时间为0.5～10h。
58.根据权利要求57所述的制备方法，其中，所述接枝反应的温度为60～120℃，时间为1～5h。
59.根据权利要求44-58中任意一项所述的制备方法，其中，所述反应混合物还包括以下组分中的至少一种：分散剂、界面剂和有机溶剂，所述分散剂的质量含量为共聚聚丙烯质量的50～300％，所述界面剂的质量含量为共聚聚丙烯质量的1～30％，所述有机溶剂的质量含量为共聚聚丙烯质量的1～35％。
60.根据权利要求59所述的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：
a.将共聚聚丙烯置于密闭反应器中，进行惰性气体置换；
b.将自由基引发剂与丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体加入到所述密闭反应器中，搅拌混合；
c.任选地加入界面剂，并任选地使反应体系进行溶胀；
d.任选地加入分散剂，使反应体系升温至接枝反应温度，进行接枝反应；
e.反应结束后，任选地进行过滤，干燥后得到所述接枝改性聚丙烯材料。
61.根据权利要求59所述的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：
a.将共聚聚丙烯置于密闭反应器中，进行惰性气体置换；
b.将有机溶剂和自由基引发剂混合，加入到所述密闭反应器中；
c.除去所述有机溶剂；
d.加入丙烯酸酯类单体以及任选的丙烯酸类单体，任选地加入界面剂，并任选地使反应体系进行溶胀；
e.任选地加入分散剂，使反应体系升温至接枝反应温度，进行接枝反应；
f.反应结束后，任选地进行过滤，干燥后得到所述接枝改性聚丙烯材料。
62.根据权利要求44-58中任意一项所述的制备方法，其中，所述丙烯酸酯类单体选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸椰子油酸酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基丙酯和(甲基)丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
63.根据权利要求44-58中任意一项所述的制备方法，其中，所述丙烯酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸和2-乙基丙烯酸中的至少一种。
64.根据权利要求44-58中任意一项所述的制备方法，其中，所述共聚聚丙烯的共聚单体选自除丙烯外的C2-C8的α-烯烃中的至少一种；
和/或，
所述共聚聚丙烯具有以下特征中的至少一种：共聚单体含量为4～25wt％；二甲苯可溶物含量为18～75wt％；可溶物中共聚单体含量为10～50wt％；可溶物与共聚聚丙烯的特性粘数比为0.5～3；
和/或，
所述共聚聚丙烯具有以下特征中的至少一种：在230℃，2.16kg载荷下的熔体流动速率为0.01～60g/10min；熔融温度Tm为100℃以上；重均分子量为20×104～60×104g/mol。
65.根据权利要求64所述的制备方法，其中，所述共聚聚丙烯的共聚单体选自乙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯中的至少一种。
66.根据权利要求65所述的制备方法，其中，所述共聚聚丙烯的共聚单体为乙烯和/或1-丁烯。
67.根据权利要求66所述的制备方法，其中，所述共聚聚丙烯由丙烯和乙烯组成。
68.根据权利要求64所述的制备方法，其中，所述共聚聚丙烯的共聚单体含量为4～22wt％。
69.根据权利要求64所述的制备方法，其中，所述共聚聚丙烯的二甲苯可溶物含量为30～70wt％。
70.根据权利要求69所述的制备方法，其中，所述共聚聚丙烯的二甲苯可溶物含量为30～67wt％。
71.根据权利要求64所述的制备方法，其中，所述共聚聚丙烯的可溶物中共聚单体含量为20～35wt％。
72.根据权利要求64所述的制备方法，其中，所述共聚聚丙烯的可溶物与共聚聚丙烯的特性粘数比为0.8～1.3。
73.根据权利要求64所述的制备方法，其中，所述共聚聚丙烯在230℃，2.16kg载荷下的熔体流动速率为0.05～35g/10min。
74.根据权利要求73所述的制备方法，其中，所述共聚聚丙烯在230℃，2.16kg载荷下的熔体流动速率为0.5～15g/10min。
75.根据权利要求64所述的制备方法，其中，所述共聚聚丙烯的熔融温度Tm为110～180℃。
76.根据权利要求75所述的制备方法，其中，所述共聚聚丙烯的熔融温度Tm为110～170℃。
77.根据权利要求76所述的制备方法，其中，所述共聚聚丙烯的熔融温度Tm为120～170℃。
78.根据权利要求77所述的制备方法，其中，所述共聚聚丙烯的熔融温度Tm为120～166℃。
79.由权利要求44-78中任意一项所述的制备方法制得的接枝改性聚丙烯材料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010357817X | 2020-04-29 | ||
| CN202010357817 | 2020-04-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113563527A CN113563527A (zh) | 2021-10-29 |
| CN113563527B true CN113563527B (zh) | 2024-07-02 |
Family
ID=78158779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011195771.2A Active CN113563527B (zh) | 2020-04-29 | 2020-10-30 | 一种接枝改性聚丙烯材料及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113563527B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116063782A (zh) * | 2021-10-30 | 2023-05-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 具有改进的电绝缘性能的热塑性复合材料及其制备方法和应用 |
| WO2023130848A1 (zh) * | 2022-01-06 | 2023-07-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种双向拉伸聚丙烯介电膜、改性聚丙烯材料及应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106317334A (zh) * | 2016-08-19 | 2017-01-11 | 中国科学院化学研究所 | 接枝改性超高分子量超细丙烯聚合物及其固相接枝方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4957974A (en) * | 1988-03-29 | 1990-09-18 | Rohm And Haas Company | Graft copolymers and blends thereof with polyolefins |
| RU2459836C2 (ru) * | 2007-05-22 | 2012-08-27 | Базелль Полиолефин Италия С.Р.Л. | Способ получения мягких композиций пропиленовых полимеров |
| DE102008041279A1 (de) * | 2008-08-15 | 2010-02-18 | Evonik Degussa Gmbh | Silanmodifizierte Polyolefine mit hohem Funktionalisierungsgrad |
| CN102838710B (zh) * | 2012-09-21 | 2014-06-04 | 汕头市东和机械有限公司 | 一种聚丙烯接枝改性方法 |
| CN103012832B (zh) * | 2012-11-19 | 2014-04-16 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种发泡聚丙烯的制备方法 |
| CN106519123A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-03-22 | 北京化工大学 | 一种高抗冲聚丙烯接枝聚合物及其制备方法 |
-
2020
- 2020-10-30 CN CN202011195771.2A patent/CN113563527B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106317334A (zh) * | 2016-08-19 | 2017-01-11 | 中国科学院化学研究所 | 接枝改性超高分子量超细丙烯聚合物及其固相接枝方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113563527A (zh) | 2021-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113563527B (zh) | 一种接枝改性聚丙烯材料及其制备方法与应用 | |
| TWI785432B (zh) | 一種含有酸酐基團的聚丙烯接枝物及其製備方法 | |
| CN113563526B (zh) | 一种芳香烯烃接枝改性聚丙烯材料及其制备方法与应用 | |
| CN113563528B (zh) | 一种芳香烯烃接枝改性聚丙烯作为绝缘材料的应用和绝缘材料 | |
| CN113563524B (zh) | 一种硅烷改性的聚丙烯接枝物作为绝缘材料的应用和绝缘材料 | |
| CN113563520B (zh) | 一种含有酸酐基团的聚丙烯接枝物作为绝缘材料的应用和绝缘材料 | |
| WO2021218104A1 (zh) | 一种接枝改性聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN113563529B (zh) | 一种硅烷改性的聚丙烯接枝物及其制备方法与应用 | |
| CN113563525B (zh) | 一种接枝改性聚丙烯作为绝缘材料的应用和绝缘材料 | |
| CN113563530B (zh) | 一种聚丙烯接枝杂环的改性材料及其制备方法与应用 | |
| WO2009124613A1 (en) | Flexible polypropylene with high impact strength | |
| CN113563523B (zh) | 一种含有酸酐基团的聚丙烯接枝物及其制备方法与应用 | |
| CN113563522B (zh) | 一种聚丙烯接枝杂环的改性材料作为绝缘材料的应用和绝缘材料 | |
| CN113571237B (zh) | 一种高性能聚丙烯电缆 | |
| CN115895162B (zh) | 一种功能化聚丙烯复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN117447789A (zh) | 一种含酸酐改性聚丙烯复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN115703916A (zh) | 一种多相复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN113571236B (zh) | 一种改性聚丙烯电缆 | |
| WO2023011515A1 (zh) | 一种柔性聚丙烯改性绝缘材料及其制备方法与应用 | |
| CN113896835B (zh) | 一种高熔体强度聚丙烯及其制备方法和应用 | |
| JP2024528203A (ja) | 可撓性ポリプロピレン変性絶縁材料、その調製方法、およびその使用 | |
| CN115651129A (zh) | 一种绝缘材料、制备方法及应用 | |
| CN115806716A (zh) | 一种热塑性可回收绝缘材料及其制备方法和应用 | |
| CN115991924A (zh) | 一种热塑性可回收绝缘材料及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |