一种含多官能团极性可控的相容剂的制备方法
【专利摘要】本发明为一种含多官能团极性可控的相容剂的制备方法。该方法包括如下步骤：(1)在盛有纳米粒子水溶液中加入环氧丙基烷基盐类化合物反应1～3小时后，得到中间体1；(2)在多乙烯多胺中滴加环氧氯丙烷，在90～100℃下反应6～12小时，旋蒸，得到中间体2；(3)将非极性高聚物接枝物与中间体2在溶剂中混合，加入相转移催化剂，在100～160℃下反应5～12小时，得到中间体3；(4)将中间体1与中间体3在溶剂中混合，加入相转移催化剂，在80～130℃下反应4～12小时，得到产物。本发明得到的相容剂存在活性高的极性部分，相容剂的接枝率较高，并且在相容剂上丰富的极性官能团保证了在共混过程中为不相容的两相提供大量的反应活性点，提高了界面粘合力。
【专利说明】
一种含多官能团极性可控的相容剂的制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于相容剂技术领域，针对典型的不相容高聚物共混体系，制备一种含多 官能团极性可控的相容剂并在共混体系中发挥良好的增容作用，综合提高共混材料的性 能。 技术背景
[0002] 现代科学技术和生产技术的迅速发展，使人们对高分子材料提出了高性能化、高 功能化的要求。单一的均聚物和共聚物往往难以满足各种不同的需要，将两种或两种以上 的聚合物采用物理或化学的方法进行共混，则可以显著提高原聚合物的性能或形成具有崭 新性能的聚合物共混材料。近年来，最引人注目的是用最简单的办法将现有的两种结构差 别较大的聚合物混合，形成高分子共混体系。但是，由于大多数聚合物共混体系中共混组分 极性差异较大，致使其相容性很差，界面能很高，界面粘接性差，从而导致共混物产生相分 离，使共混材料性能变差，甚至低于单一组分材料的性能。为获得性能优异的共混材料，添 加相容剂成为一种关键的技术，在众多相容剂中，使用较多的是反应型相容剂。
[0003] 反应型相容剂之所以能使两种性质不同的聚合物相容，是由于其分子中具有分别 能与两种聚合物进行物理或化学结合的基团的缘故，相容剂一端含有极性官能团以便于与 共混体系中极性组分反应，另一端含有非极性基团，可与非极性组分有良好的相互作用。
[0004] 目前，市场上最为广泛使用的是以聚合物接枝马来酸酐作为相容剂。CN1690123公 开了一种聚酰胺/聚烯烃合金的制备方法中加入的是聚丙烯接枝马来酸酐作为相容剂； CN101870811A公开了一种耐寒超韧尼龙聚烯烃合金及其制备方法中加入的是聚丙烯接枝 马来酸酐、聚乙烯接枝马来酸酐作为相容剂;CN103540013A公开了一种尼龙6/聚丙烯塑料 合金及其制备方法中加入的是聚丙烯接枝马来酸酐、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐等聚烯烃 接枝马来酸酐作为相容剂;CN103788634A公开了一种低收缩率玻纤增强PP/PA复合材料组 合物及其制备方法中加入的是乙烯-辛烯共聚热塑性弹性体接枝马来酸酐、均聚聚丙烯接 枝马来酸酐作为相容剂。以上这些专利中使用的相容剂都存在着相同的不足:都是通过聚 烯烃接枝马来酸酐作为相容剂，马来酸酐通常以一个单体的形式直接接枝到聚烯烃的主链 上，接枝率很低，而且活性官能团只有酸酐基团一种，所以活性不高；另外由于此类相容剂 的结构单一，适用范围窄，尤其目前对高分子材料高性能化、功能化要求的提高，所以急需 对新型的相容剂进行研制和开发。本课题组曾公开了 CN104962026A-种新型复合型相容剂 的制备方法，该相容剂由极性部分、非极性聚烯烃和纳米粒子三部分组成，该相容剂在制备 过程中利用多乙烯多胺和甲醛通过亲核加成-消除反应制备极性部分。虽然此相容剂也起 到了增容的作用，但是此相容剂仍有不足：（1)甲醛跟多乙烯多胺反应得到相容剂的极性部 分，但是甲醛活性较低，在反应中只是起到桥梁的作用，得到的极性部分只含有氨基一种官 能团，造成极性部分活性不高;另外甲醛毒性较大，不利于人体的健康以及环境的保护；（2) 相容剂是由极性部分、聚烯烃接枝马来酸酐、纳米粒子三者作用制得，由于极性部分活性 低，使得极性部分连上的聚烯烃接枝马来酸酐、纳米粒子很少，直接导致制备的相容剂接枝 率很低。将相容剂加入到不相容高聚物共混体系中，由于相容剂的接枝率低，使得两相界面 粘结力不强，共混效果不是很好。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的为针对当前技术的不足，提供了一种含多官能团极性可控的相容剂 的制备方法。该方法用活性大、毒性小、双官能度的环氧氯丙烷代替毒性较大、活性较低的 甲醛，另外，通过调节多乙烯多胺和环氧氯丙烷的配比，改变产物分子量的大小，进而调节 相容剂的极性，为不同极性的共混体系提供合适的相容剂;本发明还引入了羟基、环氧基等 丰富的极性官能团，适用于更多的极性基体聚合物。本发明得到的相容剂具有非极性聚烯 烃-极性缩水甘油胺-纳米粒子三部分组成的结构，存在活性高的极性部分，相容剂的接枝 率较高，并且在相容剂上丰富的极性官能团保证了在共混过程中为不相容的两相提供大量 的反应活性点，提高了界面粘合力。
[0006] 本发明技术方案是：
[0007] 一种含多官能团极性可控的相容剂的制备方法，包括如下步骤：
[0008] (1)在盛有纳米粒子水溶液的容器中加入环氧丙基烷基盐类化合物，室温反应1~ 3小时后，得到絮状沉淀，将絮状沉淀过滤、洗涤、干燥，得到中间体1;其中，环氧丙基烷基盐 类加入量为〇 · 90g/L~5 · 80g/L;纳米粒子水溶液的浓度为0 · 60g/L~2 · 60g/L;
[0009] (2)在多乙烯多胺中逐滴滴加环氧氯丙烷，水作溶剂，使其温度维持在40~60°C， 〇.5h滴加完毕，在90~100°C下反应6~12小时，降温后进行旋蒸，旋蒸温度设为60~70°C， 旋蒸时间1.5~3小时，将得到的产物干燥，得到中间体2;其中，反应物摩尔比为：多乙烯多 胺:环氧氯丙烷= 1:1~4,每0.05~0.07摩尔多乙烯多胺加入40~50ml水；
[0010] (3)将非极性高聚物接枝物与中间体2在溶剂中混合，加入相转移催化剂四丁基溴 化铵，加热至100~160 °C，反应5~12小时，过滤，将得到的滤饼干燥，即中间体3;
[0011] 其中，物料质量比为:非极性高聚物接枝物：中间体2 = 1:1~10;每10ml溶剂加入 0.3g~2g非极性高聚物接枝物;相转移催化剂四丁基溴化铵加入量为非极性高聚物接枝物 与中间体2总质量的的0.5%~1 % ;
[0012] (4)将中间体1与中间体3在溶剂中混合，加入相转移催化剂四丁基溴化铵，升温至 80~130 °C反应4~12小时，最终得到的产物为含多官能团极性可控的相容剂；
[0013] 其中，物料质量比为：中间体1:中间体3 = 1:1~20;每10ml溶剂加入0.3g~2g中间 体1;相转移催化剂四丁基溴化铵加入量为中间体1与中间体3总质量的0.5%~1 %。
[0014] 所述的环氧丙基烷基盐类化合物为环氧丙基三甲基氯化铵、环氧丙基三乙基氯化 铵、环氧丙基三乙基溴化铵、环氧丙基三乙基碘化铵、环氧丙基三丙基氯化铵、环氧丙基三 丙基溴化铵或环氧丙基三丙基碘化铵。
[0015] 所述的纳米粒子为氧化石墨烯、碳纳米管或蒙脱土。
[0016] 所述的非极性高聚物接枝物为非极性高聚物接枝马来酸酐或非极性高聚物接枝 甲基丙烯酸缩水甘油酯;所述的非极性高聚物为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子量 聚乙烯、聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物或聚异丁烯。
[0017] 所述的多乙烯多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、乙二胺或丁二胺。
[0018] 所述的第(3)步中的溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯仿、二氯乙烷、四氯化碳、二硫化 碳、环己烷或己烷。
[0019] 所述的第(4)步中的溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯仿、二氯乙烷、四氯化碳、二硫化 碳、环己烷或己烷。
[0020] 本发明的有益效果：
[0021 ]共混物大多由两种不同极性的物质组成，因此共混组分间相容性较差，导致材料 的机械性能下降，有时甚至比任意单一组分聚合物材料的力学性能还要差。本发明的意义 在于提供了一种含多官能团极性可控的相容剂及其制备方法，并且在实际应用中起到了很 好的效果。该相容剂由非极性聚烯烃-极性缩水甘油胺-纳米粒子三部分组成，而极性部分 的结构及分子量大小是此类相容剂的关键，此相容剂的创新之处在于：（1)本发明在 CN104962026A以上的基础上提出了新的思路，用活性大、毒性小、双官能度的环氧氯丙烷代 替CN104962026A中毒性较大、活性较低的甲醛，使其与多乙烯多胺通过亲核取代反应合成 出活性高的极性部分;另外，通过调节多乙烯多胺和环氧氯丙烷的配比，改变产物分子量的 大小，进而调节相容剂的极性，为不同极性的共混体系提供合适的相容剂；（2)该相容剂与 传统的高聚物接枝马来酸酐类相容剂以及CN104962026A中的相容剂相比，本发明的相容剂 引入了羟基、环氧基等丰富的极性官能团，适于更多的极性基体聚合物；同时，由于相容剂 具有较高的接枝率，在相容剂上丰富的极性官能团保证了在共混过程中为不相容的两相提 供大量的反应活性点，提高界面粘合力，这是传统的高聚物接枝马来酸酐类相容剂以及 CN104962026A中的相容剂无法超越的；（3)该相容剂不仅能够发挥每种组分的特性，而且可 充分发挥各组分间的协同效应，很好的促进极性与非极性高分子共混体系的相容；（4)该相 容剂组分中的纳米粒子表面原子多、比表面积大等特点，与传统的聚合物相容剂相比，往往 加入很少的量就能起到明显的增容效果。总之，该相容剂能够满足更多的共混体系。在共混 体系中，本发明的相容剂不仅在微观上大大改善了不相容两相的相结构，而且在宏观上体 现了共混及纳米复合的双重效果，使材料的性能得以综合提高。
[0022] 综上所述，本发明所述的含多官能团极性可控的相容剂与现有技术相比，具有结 构新颖，极性部分活性高、大小可调可控，拥有羟基、环氧基等丰富的极性官能团，高聚物在 氧化石墨烯上的接枝率高，相容剂活性点多，及纳米粒子巨大的比表面积等优点，因而增容 能力强，可以很好地解决共混组分间相容性较差问题。实验研究结果表明在加入了本发明 相容剂后，微观上减小了界面张力，增加了界面粘性，改变了相形态;宏观上得到了综合性 能良好的共混复合材料。
【附图说明】
[0023] 图1是实施案例1制备出的含多官能团极性可控的相容剂的红外谱图。
[0024] 图2是实施案例1氧化石墨烯以及制备出的氧化石墨烯接枝环氧丙基三甲基氯化 铵(G0-GTA)、含多官能团极性可控的相容剂的热重(TGA)分析图。
[0025]图3是实施案例1制备的含多官能团极性可控的相容剂加入到HDPE/PA6体系中的 扫描电镜图（SEM)，其中图（a)为HDTO/PA6电镜图（SEM)，图（b)HDPE/PA6/相容剂a电镜图 (SEM)〇
【具体实施方式】：
[0026] 本发明涉及的氧化石墨稀为公知材料，通过市售购得，片层厚度为0.5~1.2nm，片 层直径1~25um〇
[0027] 本发明涉及的非极性高聚物接枝物，均为公知物质，例如高密度聚乙烯接枝马来 酸酐、低密度聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、 聚异丁烯接枝马来酸酐均可通过市售获得;超高分子量聚乙烯接枝马来酸酐可以根据参考 文献制得(冯绍华，左建东，黄兆阁，等.UHMWPE混炼接枝马来酸酐研究[J].现代塑料加工应 用，2004,03:13-16·)。
[0028] 实施例1
[0029] (1)将环氧丙基三甲基氯化铵（>96%，东营艺胜石油技术开发有限公司）加入到 浓度为1. 〇〇g/L的氧化石墨烯水溶液中，直至溶液变澄清透明，室温反应2小时。再将得到的 絮状沉淀过滤、洗涤、干燥后，得中间体1。其中，溶液中环氧丙基三甲基氯化铵加入量为 2.75g/L〇
[0030] (2)向盛有0.05mol四乙烯五胺(分析纯，天津市福晨化学试剂厂）的反应器中逐滴 滴加环氧氯丙烷(分析纯，天津博迪化工股份有限公司）〇.〇5mol，40ml水作溶剂，使其温度 维持在50°C，0.5h滴加完毕，在99°C下反应8小时。降温后进行旋蒸，旋蒸温度设为65°C，旋 蒸2小时，将得到的产物干燥，得到中间体2。
[0031] (3)将2.0g高密度聚乙烯接枝马来酸酐(HDPE-g-MAH:型号CMG5804,分子量30000-40000，南通日之升高分子新材料科技有限公司）与7.5g中间体2在40ml二甲苯中混合(分析 纯，天津市福晨化学试剂厂），加入相转移催化剂四丁基溴化铵(分析纯，天津市津科精细化 工研究所)〇.〇5g，升温至124°C，反应7小时，在乙醇中洗去过量的中间体2,过滤，将得到的 滤饼干燥，即中间体3。
[0032] (4)将1.5g中间体1与2.0g中间体3在50ml二甲苯（分析纯，天津市福晨化学试剂 厂）中混合，加入相转移催化剂四丁基溴化铵(分析纯，天津市津科精细化工研究所)0.02g， 升温至120°C，反应8小时，得到含多官能团极性可控的相容剂a。
[0033] 该方法制备出的含多官能团极性可控的相容剂由非极性高聚物高密度聚乙烯接 枝马来酸酐、极性缩水甘油胺、纳米粒子氧化石墨烯三部分构成。
[0034] 其中，附图1是实施例1制备出的含多官能团极性可控的相容剂的红外谱图。由红 外谱图可知，从相容剂红外谱图中可以得到基团对应的特征峰，在2924CHT 1处有明显的-CH3 的伸缩振动峰以及2852CHT1处的-CH2伸缩振动峰，在1633〇11_4 = 0伸缩振动特征峰，1252cm ^C-N伸缩振动，在720CHT1处是_(CH2)n(n>4)的面内摇摆振动，以上结果表明高密度聚乙烯 已成功接枝到G0-GTA上。
[0035] 附图2是实施1的氧化石墨烯以及制备出的G0-GTA、含多官能团极性可控的相容剂 的TGA图。由图可计算出HDPE的接枝率为47.9wt %。
[0036]附图3是实施1中PA6/HDPE以及PA6/HDPE/相容剂的扫描电镜的对比图，在放大相 同的倍数下，可以清晰的看到加入相容剂的共混材料界面变得模糊，说明了两相间的粘结 力增强，相容性明显变好。
[0037]选用实施案例1所制备的相容剂添入一种不相容共混体系中比如高密度聚乙烯 (HDPE)/尼龙6(PA6)体系中，体系含有5g高密度聚乙烯(HDPE)、45g尼龙6(PA6)中，其中高密 度聚乙烯质量百分含量为10%，当加入质量百分含量为0.1 %的这种含多官能团极性可控 的相容剂a时，将三者在哈克转矩流变仪中共混8分钟，其中机器温度控制在220°C，制备共 混材料。将以上制备的共混材料在液压机上压成板，将板子制成标准样条进行性能测试，测 得HDPE/PA6/相容剂a共混材料的拉伸强度为74.90MPa，缺口冲击强度为11.29KJ/m 2，吸水 率为1.78% ;将50g纯尼龙6在哈克转矩流变仪中混8分钟，其中机器温度控制在220°C，将制 备的材料在液压机上压成板，将板子制成标准样条进行性能测试，制得的纯尼龙6材料的拉 伸强度为63.76MPa，缺口冲击强度为8.27KJ/V，吸水率为2.01 %。与纯尼龙6材料的测试性 能相比，HDPE/PA6/相容剂a的共混材料的拉伸强度提高了17.5%，缺口冲击强度提高了 36.5%，吸水率降低了 11.4%。由实验结果可知加入极少量本发明的相容剂，共混材料的拉 伸性能、冲击性能以及耐水性都比没加入相容剂的纯尼龙6有显著改善。（详见应用实例1)。 CN104962026A应用实例1中，加入质量百分含量为0.1 %的相容剂，0.5g HDPE，100g MC尼龙 己内酰胺单体，制得的HDPE/MC尼龙/相容剂共混材料与纯MC尼龙材料测试结果相比：拉伸 强度提高了8.1 %，缺口冲击强度提高了32%。由本发明应用实例1与CN104962026A应用实 例1对比可得出：在加入相同含量为0.1%的相容剂的情况下，本发明应用实例1共混材料的 拉伸强度、缺口冲击强度的提高量大于CN104962026A应用实例1共混材料的拉伸强度、缺口 冲击强度提高量，由实验证明本发明的相容剂比CN104962026A的相容剂增容效果好。
[0038] 实施例2
[0039] (1)将环氧丙基三乙基溴化铵加入到浓度为1.20g/L的氧化石墨烯水溶液中，直至 溶液变澄清透明，室温反应2小时。再将得到的絮状沉淀过滤、洗涤、干燥后，得中间体1。其 中，溶液中环氧丙基三乙基溴化铵加入量为2.80g/L。
[0040] (2)向盛有0 · 06mol二乙烯三胺的反应器中逐滴滴加环氧氯丙烷0 · 06mol，40ml水 作溶剂，其温度维持在45°C，0.5h滴加完毕，在98°C下反应8小时。降温后进行旋蒸，旋蒸温 度设为65°C，旋蒸2小时，将得到的产物干燥，得到中间体2。
[00411 (3)将2.5g低密度聚乙烯接枝马来酸酐与7.0g中间体2在40ml二甲苯中混合，加入 相转移催化剂四丁基溴化铵0. 05g，升温至124°C，反应8小时，在乙醇中洗去过量的中间体 2，过滤，将得到的滤饼干燥，即中间体3。
[0042] (4)将2.0中间体1与3.0g中间体3在50ml二甲苯中混合，加入相转移催化剂四丁基 溴化铵0.025g，升温至120°C，反应8小时，得到含多官能团极性可控的相容剂b。
[0043] 实施例3
[0044] (1)将环氧丙基三乙基碘化铵加入到浓度为2.00g/L的氧化石墨烯水溶液中，直至 溶液变澄清透明，室温反应2小时。再将得到的絮状沉淀过滤、洗涤、干燥后，得中间体1。其 中，溶液中环氧丙基三乙基碘化铵加入量为3.50g/L。
[0045] (2)向盛有0.05mol乙二胺的反应器中逐滴滴加环氧氯丙烷0.1mol，45ml水作溶 剂，其温度维持在50°C，0.5h滴加完毕，在98°C下反应9小时。降温后进行旋蒸，旋蒸温度设 为68°C，旋蒸1.5小时，将得到的产物干燥，得到中间体2。
[0046] (3)将2.2g聚丙烯接枝马来酸酐与7.8g中间体2在40ml二甲苯中混合，加入相转移 催化剂四丁基溴化铵〇. 〇5g，升温至124°C，反应7小时，在乙醇中洗去过量的中间体2，过滤， 将得到的滤饼干燥，即中间体3。
[0047] (4)将2.0g中间体1与3.0g中间体3在40ml二甲苯中混合，加入相转移催化剂四丁 基溴化铵0. 〇25g，升温至120°C，反应8小时，得到含多官能团极性可控的相容剂c。
[0048] 实施例4
[0049] (1)将环氧丙基三乙基溴化铵加入到浓度为1.50g/L的氧化石墨烯水溶液中，直至 溶液变澄清透明，室温反应2.5小时。再将得到的絮状沉淀过滤、洗涤、干燥后，得中间体1。 其中，溶液中环氧丙基三乙基溴化铵加入量为2.75g/L。
[0050] (2)向盛有0 · 06mol三乙烯四胺的反应器中逐滴滴加环氧氯丙烷0 · 06mol，40ml水 作溶剂，其温度维持在50°C，0.5h滴加完毕，在96°C下反应8小时。降温后进行旋蒸，旋蒸温 度设为65°C，旋蒸2小时，将得到的产物干燥，得到中间体2。
[0051] (3)将2.0g超高分子量聚乙烯接枝马来酸酐与8.0g中间体2在40ml二甲苯中混合， 加入相转移催化剂四丁基溴化铵〇.〇5g，升温至122°C，反应8小时，在乙醇中洗去过量的中 间体2，过滤，将得到的滤饼干燥，即中间体3。
[0052] (4)将1.5g中间体1与2.5g中间体3在40ml二甲苯中混合，加入相转移催化剂四丁 基溴化铵0.02g，升温至120°C，反应8小时，得到含多官能团极性可控的相容剂d。
[0053] 实施例5
[0054] (1)将环氧丙基三丙基溴化铵加入到浓度为1.00g/L的碳纳米管水溶液中，直至溶 液变澄清透明，室温反应3小时。再将得到的絮状沉淀过滤、洗涤、干燥后，得中间体1。其中， 溶液中环氧丙基三丙基溴化铵加入量为3.75g/L。
[0055] (2)向盛有0.05mol丁二胺的反应器中逐滴滴加环氧氯丙烷0 . lmol，45ml水作溶 剂，其温度维持在45 °C，0.5h滴加完毕，在99°C下反应8小时。降温后进行旋蒸，旋蒸温度设 为60°C，旋蒸2.5小时，将得到的产物干燥，得到中间体2。
[0056] (3)将1.8g乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐与7.8g中间体2在40ml二甲苯中混合， 加入相转移催化剂四丁基溴化铵〇.〇48g，升温至124°C，反应8小时，在乙醇中洗去过量的中 间体2，过滤，将得到的滤饼干燥，即中间体3。
[0057] (4)将1.5g中间体1与2.0g中间体3在50ml二甲苯中混合，加入相转移催化剂四丁 基溴化铵0. 〇18g，升温至120°C，反应10小时，得到含多官能团极性可控的相容剂e。
[0058] 实施例6
[0059] (1)将环氧丙基三丙基氯化铵加入到浓度为2.50g/L的碳纳米管水溶液中，直至溶 液变澄清透明，室温反应2.5小时。再将得到的絮状沉淀过滤、洗涤、干燥后，得中间体1。其 中，溶液中环氧丙基三丙基氯化铵加入量为2.50g/L。
[0060] (2)向盛有0 · 07mol己二胺的反应器中逐滴滴加环氧氯丙烷0 · 07mol，40ml水作溶 剂，其温度维持在50°C，0.5h滴加完毕，在97°C下反应8小时。降温后进行旋蒸，旋蒸温度设 为62°C，旋蒸2.5小时，将得到的产物干燥，得到中间体2。
[0061 ] (3)将1.5g聚异丁烯接枝马来酸酐与7.0g中间体2在40ml二甲苯中混合，加入相转 移催化剂四丁基溴化铵〇. 〇43g，升温至120°C，反应10小时，在乙醇中洗去过量的中间体2， 过滤，将得到的滤饼干燥，即中间体3。
[0062] (4)将l.Og中间体1与2.5g中间体3在30ml二甲苯中混合，加入相转移催化剂四丁 基溴化铵〇.〇18g，升温至120°C，反应9小时，得到含多官能团极性可控的相容剂f。
[0063] 应用实例：
[0064]实例1选用实施案例1制备的相容剂a 0.05g，加入到含有5g高密度聚乙烯(HDPE)、 45g尼龙(PA6)中，将三者在哈克转矩流变仪中共混8分钟，其中机器温度控制在220°C，制备 共混材料。
[0065] 实例2用量及制备方法同实例1。选用相容剂b，制备低密度聚乙烯（LDPE)/尼龙6 (PA6)/相容剂b共混材料。
[0066] 实例3用量及制备方法同实例1。选用相容剂c，制备聚丙烯(PP)/尼龙6(PA6)/相容 剂c共混材料。
[0067]实例4用量及制备方法同实例1。选用相容剂d，制备超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/ 尼龙6 (PA6) /相容剂d共混材料。
[0068]实例5用量及制备方法同实例1。选用相容剂e，制备乙烯-辛烯共聚物(Ρ0Ε)/尼龙6 (PA6)/相容剂e共混材料。
[0069] 实例6用量及制备方法同实例1。选用相容剂f，制备聚异丁烯(PIB)/尼龙6(PA6)/ 相容剂f共混材料。
[0070] 将以上制备的共混材料在液压机上压成板，将板子制成标准样条进行性能测试， 所测得性能测试结果见下表。
[0073]从表中的数据可以看出，加入很少的相容剂就可以显著提高共混材料的性能。与 纯尼龙6材料相比，HDPE/PA6/相容剂a的共混材料拉伸强度提高了 17.5%，缺口冲击强度提 高了36.5 %，吸水率降低了 11.4% ; LDPE/PA6/相容剂b的共混材料与纯尼龙6材料相比拉伸 强度提高了
[0074] 14.8%，缺口冲击强度提高了 28.2%，吸水率降低了7.0% ;PP/PA6/相容剂c的共 混材料与纯尼龙6材料相比拉伸强度提高了 17.7%，缺口冲击强度提高了 34.0%，吸水率降 低了8.0% ;UHMWPE/PA6/相容剂d的共混材料与纯尼龙6材料相比拉伸强度提高了 15.6%， 缺口冲击强度提高了32.6%，吸水率降低了9.5% ;P0E/PA6/相容剂e的共混材料与纯尼龙6 材料相比拉伸强度提高了 13.9%，缺口冲击强度提高了37.4%，吸水率降低了6.0% ;PIB/ PA6/相容剂f的共混材料与纯尼龙6材料相比拉伸强度提高了 14.1 %，缺口冲击强度提高了 31.7%，吸水率降低了8.5%。
[0075]本发明未尽事宜为公知技术。
【主权项】
1. 一种含多官能团极性可控的相容剂的制备方法，其特征为包括如下步骤： (1) 在盛有纳米粒子水溶液的容器中加入环氧丙基烷基盐类化合物，室温反应1~3小 时后，得到絮状沉淀，将絮状沉淀过滤、洗涤、干燥，得到中间体1;其中，环氧丙基烷基盐类 加入量为〇 · 90g/L~5 · 80g/L;纳米粒子水溶液的浓度为0 · 60g/L~2 · 60g/L; (2) 在多乙烯多胺中逐滴滴加环氧氯丙烷，水作溶剂，使其温度维持在40~60°C，0.5h 滴加完毕，在90~100°C下反应6~12小时，降温后进行旋蒸，旋蒸温度设为60~70 °C，旋蒸 时间1.5~3小时，将得到的产物干燥，得到中间体2;其中，反应物摩尔比为:多乙烯多胺:环 氧氯丙烷= 1:1~4,每0.05~0.07摩尔多乙烯多胺加入40~50ml水； (3) 将非极性高聚物接枝物与中间体2在溶剂中混合，加入相转移催化剂四丁基溴化 铵，加热至100~160 °C，反应5~12小时，过滤，将得到的滤饼干燥，即中间体3; 其中，物料质量比为:非极性高聚物接枝物：中间体2 = 1:1~10;每10ml溶剂加入0.3g ~2g非极性高聚物接枝物;相转移催化剂四丁基溴化铵加入量为非极性高聚物接枝物与中 间体2总质量的0.5%~1%; (4) 将中间体1与中间体3在溶剂中混合，加入相转移催化剂四丁基溴化铵，升温至80 ~130 °C反应4~12小时，最终得到的产物为含多官能团极性可控的相容剂； 其中，物料质量比为：中间体1:中间体3 = 1:1~20;每10ml溶剂加入0.3g~2g中间体1; 相转移催化剂四丁基溴化铵加入量为中间体1与中间体3总质量的0.5%~1%; 所述的环氧丙基烷基盐类化合物为环氧丙基三甲基氯化铵、环氧丙基三乙基氯化铵、 环氧丙基三乙基溴化铵、环氧丙基三乙基碘化铵、环氧丙基三丙基氯化铵、环氧丙基三丙基 溴化铵或环氧丙基三丙基碘化铵。2. 如权利要求1所述的含多官能团极性可控的相容剂的制备方法，其特征为所述的纳 米粒子为氧化石墨烯、碳纳米管或蒙脱土。3. 如权利要求1所述的含多官能团极性可控的相容剂的制备方法，其特征为所述的非 极性高聚物接枝物为非极性高聚物接枝马来酸酐或非极性高聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘 油酯;所述的非极性高聚物为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、乙 烯-辛烯共聚物或聚异丁烯。4. 如权利要求1所述的含多官能团极性可控的相容剂的制备方法，其特征为所述的多 乙烯多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、乙二胺或丁二胺。5. 如权利要求1所述的含多官能团极性可控的相容剂的制备方法，其特征为所述的第 (3)步和第(4)步中的溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯仿、二氯乙烷、四氯化碳、二硫化碳、环己烷 或己烷。
【文档编号】C08K3/04GK106046647SQ201610382989
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】王月欣, 李会凡, 张倩
【申请人】河北工业大学