一种用于金属与塑料粘结的相容剂及其制备工艺的制作方法

本发明涉及高分子化学，特别涉及一种用于金属与塑料粘结的相容剂及其制备工艺。

背景技术：

1、在现代材料科学与工程技术中，金属与塑料的复合材料因结合了金属的强度与塑料的轻质轻便携性，广泛应用于汽车、航空、电子、建筑、包装、医疗设备等产业。

2、然而，金属与塑料界面相容性差，导致粘接力弱，限制了复合材料的力学性能与耐久性。当前相容剂技术多集中于单一改性，如工业上常选用马来酸酐作为极性单体，通过双螺杆挤出机熔融挤出接枝聚烯烃，原因是马来酸酐的成本较低，且极性较高，在高温和引发剂的作用下容易发生接枝反应，适合工业上大规模生产。但是，马来酸酐易升华和利用率低导致相容剂接枝效率不高的缺点，以及产物中残留大量马来酸酐的问题，并没有得到很好地解决。从而导致合成相容剂时产生大量的刺激性气体，会对人体的呼吸道和眼睛造成一定量的损伤。而且，以此类相容剂用于金属与塑料时粘接强度较低。

3、因此，开发一种接枝率高，粘接强度高的相容剂与制备工艺，提升金属与塑料结合力，成为行业急迫需求。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于金属与塑料粘结的相容剂及其制备工艺。

2、一种用于金属与塑料粘结的相容剂的制备工艺，包括如下步骤：

3、s1：双官能团聚酰胺胺的制备

4、将n，n´-亚甲基双丙烯酰胺溶于乙醇水溶液，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇胺反应，得到双官能团聚酰胺胺；

5、s2：相容剂预混料的制备

6、以马来酸二丁酯、马来酸酐和引发剂共混后加入到聚丙烯混合后再加入双官能团聚酰胺胺，得到预混料；

7、s3：相容剂的制备

8、通过将预混料熔融挤出，得到相容剂。

9、可选地，步骤s1双官能团聚酰胺胺的制备，具体包括如下步骤：

10、s1.1：将乙醇与水混合均匀，得到乙醇水溶液；

11、s1.2：将30-32重量份n，n´-亚甲基双丙烯酰胺溶于乙醇水溶液中，在常温下磁力搅拌10-15min，然后在30-40℃的磁力搅拌条件下，缓慢加入35-38重量份3-氨丙基三乙氧基硅烷和2-3重量份乙醇胺，反应2-3h，得到双官能团聚酰胺胺。

12、可选地，步骤s2相容剂预混料的制备，具体包括如下步骤：

13、s2.1：将3-5重量份马来酸二丁酯、8-10重量份马来酸酐和0.1-0.2重量份引发剂混合后，充分搅拌制备成混合液体；

14、s2.2：将混合液体搅拌均匀后加入到120-130重量份聚丙烯中搅拌预分散，然后加入到高混机中混合，再加入3-5重量份双官能团聚酰胺胺混合3-5min，得到预混料。

15、可选地，步骤s3相容剂的制备，具体包括如下步骤：

16、将预混料倒入双螺杆挤出机，通过双螺杆挤出机熔融挤出，然后施加超声处理，调整喂料，将电流维持在7-8a范围内后，进行熔融接枝挤出造粒，得到相容剂。

17、可选地，步骤s1.1中乙醇与水按照重量份比例为1：1-2的比例混合。

18、可选地，步骤s2.1中引发剂为过氧化二异丙苯。

19、可选地，步骤s2.2中的高混机中混合时间为3-5min。

20、可选地，双螺杆挤出机熔融挤出具体参数为加工温度在160-180℃，螺杆转数在500-550r/min。

21、可选地，超声处理具体参数为功率在500-520w。

22、一种用于金属与塑料粘结的相容剂，其由上述任一项所述的一种用于金属与塑料粘结的相容剂的制备工艺所制备。

23、本发明与现有技术相比，至少具有如下有益效果：

24、1、本发明通过马来酸二丁酯和马来酸酐进行复配，得到二元极性单体，再用此复合单体熔融接枝聚丙烯，虽然马来酸酐熔点低，易升华，但是其极性较高；选用马来酸二丁酯溶解、包覆马来酸酐后，由于马来酸二丁酯的浓度大，而且沸点较高，再加上分子间作用力对马来酸酐起到保护作用，能有效提高马来酸酐的利用率，带有酸酐基团的聚丙烯更容易与马来酸二丁酯反应，继而有效提高了接枝率，同时该制备工艺避免了丙酮的使用，提高了单体的掺混率，合成的相容剂耐水性较好。

25、2、本发明通过加入了双官能团聚酰胺胺，双官能团聚酰胺胺中的羟基团提供亲水性，有助于与金属表面润湿，而硅氧烷基团提供疏水性，稳定塑料界面，平衡相容性，促进相容性，硅烷基团还通过与金属表面反应形成稳定的硅氧键，如si-o-si键，提供强的键合，同时硅氧烷基团在塑料中提供柔韧性，增强相容性，并且酰胺基团与金属表面形成化学键，同时与塑料链反应，通过物理缠绕，形成网络结构，增强界面粘接力，继而加入双官能团聚酰胺胺可以有效增加金属与塑料粘接强度，提高金属与塑料的结合力。

技术特征：

1.一种用于金属与塑料粘结的相容剂的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于金属与塑料粘结的相容剂的制备工艺，其特征在于，步骤s1双官能团聚酰胺胺的制备，具体包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种用于金属与塑料粘结的相容剂的制备工艺，其特征在于，步骤s2相容剂预混料的制备，具体包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种用于金属与塑料粘结的相容剂的制备工艺，其特征在于，步骤s3相容剂的制备，具体包括如下步骤：

5.根据权利要求2所述的一种用于金属与塑料粘结的相容剂的制备工艺，其特征在于，步骤s1.1中乙醇与水按照重量份比例为1：1-2的比例混合。

6.根据权利要求3所述的一种用于金属与塑料粘结的相容剂的制备工艺，其特征在于，步骤s2.1中引发剂为过氧化二异丙苯。

7.根据权利要求3所述的一种用于金属与塑料粘结的相容剂的制备工艺，其特征在于，步骤s2.2中的高混机中混合时间为3-5min。

8.根据权利要求4所述的一种用于金属与塑料粘结的相容剂的制备工艺，其特征在于，双螺杆挤出机熔融挤出具体参数为加工温度在160-180℃，螺杆转数在500-550r/min。

9.根据权利要求4所述的一种用于金属与塑料粘结的相容剂的制备工艺，其特征在于，超声处理具体参数为功率在500-520w。

10.一种用于金属与塑料粘结的相容剂，其特征在于，其由权利要求1-9任一项所述的一种用于金属与塑料粘结的相容剂的制备工艺所制备。

技术总结本发明提供一种用于金属与塑料粘结的相容剂及其制备工艺，属于高分子化学技术领域。其制备工艺包括以下步骤：双官能团聚酰胺胺的制备；相容剂预混料的制备；相容剂的制备。本发明通过马来酸二丁酯和马来酸酐进行复配，得到二元极性单体，再用此复合单体熔融接枝聚丙烯，虽然马来酸酐熔点低，易升华，但是其极性较高；选用马来酸二丁酯溶解、包覆马来酸酐后，由于马来酸二丁酯的浓度大，而且沸点较高，再加上分子间作用力对马来酸酐起到保护作用，能有效提高马来酸酐的利用率，带有酸酐基团的聚丙烯更容易与马来酸二丁酯反应，继而有效提高了接枝率，同时该制备工艺避免了丙酮的使用，提高了单体的掺混率，合成的相容剂耐水性较好。技术研发人员：张世正受保护的技术使用者：大连亨泰亨保塑料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9