一种极性聚乙烯材料及其制备方法与流程

本发明属于极性聚烯烃材料，具体涉及一种极性聚乙烯材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚乙烯基高分子材料是通过乙烯均聚、以及乙烯与其它单体(如苯乙烯、α-烯烃、环状烯烃等)共聚而合成的一大类用途广泛的高分子材料，包括hdpe(高密度聚乙烯)、ldpe(低密度聚乙烯)、lldpe(线性低密度聚乙烯)、poe(聚烯烃弹性体)等多个种类，主要用于制造各种包装材料、薄膜材料、汽车零部件、医疗器械等。但是，传统聚乙烯类材料的非极性特点使它们很难与其它极性材料(如极性高分子材料、染料、玻璃纤维、黏土和金属等)共混或粘结，限制了聚乙烯基高分子材料的应用领域。

2、将极性官能团引入聚烯烃中则可以解决上述问题，从而提高传统聚烯烃本身以及它们与极性材料的粘结性、共混性、导电性、流变性和强度等力学、电学和加工性。在传统聚乙烯中引入极性官能团通常包含两种方法：(1)聚乙烯后官能化。(2)乙烯与极性烯烃直接共聚合。聚乙烯的后官能化是指将商品化的非极性聚乙烯材料进行化学修饰，比如利用自由基接枝反应将极性基团接在聚乙烯链上，通常需要较为苛刻的反应条件(温度＞200℃)，会使聚乙烯发生部分降解和交联。后官能化方法不仅增加了生产步骤，而且品种十分有限。通过乙烯与含有杂原子基团的极性烯烃的共聚合则是将极性基团引入非极性聚乙烯主链中最直接、最有效的方法，极具挑战。

3、通过熔融共混方式将乙烯基极性烯烃共聚物与商用聚乙烯复合是一种高效经济的方式来提高聚乙烯与极性材料的共混与粘结。但是由于乙烯基极性烯烃共聚物合成过程中所需条件较为严格，因此目前乙烯基极性聚烯烃作为添加剂改性商用聚乙烯鲜见报道。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种极性聚乙烯材料。

4、为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案，所述极性聚乙烯材料，以质量份数计，包括，

5、2～100份的乙烯-极性烯烃共聚物；

6、0～98份的聚乙烯；

7、0～5份的交联剂；

8、0～0.2份的抗氧化剂；

9、其中，所述乙烯-极性烯烃共聚物的极性单体插入率为5.9mol％～70.0mol％；所述交联剂包括bipb、dcp、dpbmh、dtbp中的一种或多种；所述抗氧化剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂b215、抗氧剂b225中的一种或多种；所述聚乙烯的聚合度＞100。

10、作为本发明所述极性聚乙烯材料一种优选方案，其中：所述乙烯-极性烯烃共聚物的链结构包括无规、锥形、梯度、嵌段、交替结构中的一种或多种；共聚单体链段的立体构型包括间同、全同、无定型中的一种或多种。

11、作为本发明所述极性聚乙烯材料一种优选方案，其中：所述乙烯-极性烯烃共聚物的制备方法为通过催化体系对乙烯和极性单体进行配位聚合；包括，在氮气气氛下，将极性单体和除杂剂装入反应釜中，向反应釜中接入乙烯，升温并搅拌0.2～2h后；将稀土茂金属催化体系一次注入反应釜中，进行聚合反应；用乙醇和盐酸的混合溶液终止聚合，产物乙醇洗涤、干燥至恒重即可得到乙烯-极性烯烃共聚物；其中，所述除杂剂包括三异丁基铝。

12、作为本发明所述极性聚乙烯材料一种优选方案，其中：所述聚合反应的温度为20～100℃；聚合反应的时间为0.2～48h。

13、作为本发明所述极性聚乙烯材料一种优选方案，其中：所述催化体系为稀土茂金属催化体系，包括有机硼化合物或其盐化合物、有机铝化合物和稀土金属配合物。

14、作为本发明所述极性聚乙烯材料一种优选方案，其中：所述有机硼化合物或其盐化合物包括[ph3c][b(c6f5)4]、[phnme2h][bph4]、[net3h][bph4]、[phnme2h][b(c6f5)4]、b(c6f5)3中的一种或多种；所述有机铝化合物包括三甲基铝、三乙基铝、三丙基铝、三丁基铝、三异丙基铝、三异丁基铝、三戊基铝、三己基铝、三环己基铝、三辛基铝、三苯基铝、三对甲苯基铝、三苄基铝、乙基二苄基铝和乙基二(对甲苯基)铝中的一种或多种。

15、作为本发明所述极性聚乙烯材料一种优选方案，其中：所述稀土金属配合物选自结构式如式i、式ⅱ所示化合物中的一种或多种：

16、

17、式中，ln为稀土金属；x独立的选自s、p、o、n原子；r独立的选自氢、卤素、c1～c5烷基、取代或未取代的芳基。

18、作为本发明所述极性聚乙烯材料一种优选方案，其中：所述极性单体为极性苯乙烯单体，其中，所述极性单体中的极性原子包括o、s、n、p、卤素、se中的一种或多种。

19、本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种极性聚乙烯材料的制备方法。

20、为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案，包括，将各原料混合均匀，热压成型，即可得到极性聚乙烯材料；其中，热压的温度为170～185℃，压力为10～20mpa。

21、作为本发明所述极性聚乙烯材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述所述混合，包括，先转速为60～100r/min混合2～5min，再以100～130r/min的转速混合5～10min；其中，混合的温度为110～185℃。

22、本发明有益效果：

23、(1)本发明通过乙烯-极性烯烃共聚物含有的乙烯链段，提高乙烯-极性烯烃共聚物与商用聚乙烯基体的相容性和界面作用。

24、(2)本发明通过乙烯-极性烯烃共聚物含有的极性基团，改善商用聚乙烯材料的表面性能及其与极性材料的共混相容性。

25、(3)本发明通过交联剂提高了复合材料的力学性能。

26、(4)本发明制备的极性聚烯烃材料具有良好的力学性能、表面性能及与极性材料的共混相容性。

技术特征：

1.一种极性聚乙烯材料，其特征在于：所述极性聚乙烯材料，以质量份数计，包括，

2.如权利要求1所述的极性聚乙烯材料，其特征在于：所述乙烯-极性烯烃共聚物的链结构包括无规、锥形、梯度、嵌段、交替结构中的一种或多种；共聚单体链段的立体构型包括间同、全同、无定型中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的极性聚乙烯材料，其特征在于：所述乙烯-极性烯烃共聚物的制备方法为通过催化体系对乙烯和极性单体进行配位聚合；包括，在氮气气氛下，将极性单体和除杂剂装入反应釜中，向反应釜中接入乙烯，升温并搅拌0.2～2h后；将稀土茂金属催化体系一次注入反应釜中，进行聚合反应；用乙醇和盐酸的混合溶液终止聚合，产物乙醇洗涤、干燥至恒重即可得到乙烯-极性烯烃共聚物；其中，所述除杂剂包括三异丁基铝。

4.如权利要求3所述的极性聚乙烯材料，其特征在于：所述聚合反应的温度为20～100℃；聚合反应的时间为0.2～48h。

5.如权利要求3所述的极性聚乙烯材料，其特征在于：所述催化体系为稀土茂金属催化体系，包括有机硼化合物或其盐化合物、有机铝化合物和稀土金属配合物。

6.如权利要求5所述的极性聚乙烯材料，其特征在于：所述有机硼化合物或其盐化合物包括[ph3c][b(c6f5)4]、[phnme2h][bph4]、[net3h][bph4]、[phnme2h][b(c6f5)4]、b(c6f5)3中的一种或多种；所述有机铝化合物包括三甲基铝、三乙基铝、三丙基铝、三丁基铝、三异丙基铝、三异丁基铝、三戊基铝、三己基铝、三环己基铝、三辛基铝、三苯基铝、三对甲苯基铝、三苄基铝、乙基二苄基铝和乙基二(对甲苯基)铝中的一种或多种。

7.如权利要求5所述的极性聚乙烯材料，其特征在于：所述稀土金属配合物选自结构式如式i、式ⅱ所示化合物中的一种或多种：

8.如权利要求3所述的极性聚乙烯材料的制备方法，其特征在于：所述极性单体为极性苯乙烯单体，其中，所述极性单体中的极性原子包括o、s、n、p、卤素、se中的一种或多种。

9.一种如权利要求1所述的极性聚乙烯材料的制备方法，其特征在于：包括，将各原料混合均匀，热压成型，即可得到极性聚乙烯材料；其中，热压的温度为170～185℃，压力为10～20mpa。

10.如权利要求9所述的极性聚乙烯材料的制备方法，其特征在于：所述混合，包括，先转速为60～100r/min混合2～5min，再以100～130r/min的转速混合5～10min；其中，混合的温度为110～185℃。

技术总结本发明公开了一种极性聚乙烯材料及其制备方法，属于极性聚烯烃材料制备技术领域。本发明通过乙烯‑极性烯烃共聚物含有的乙烯链段，提高乙烯‑极性烯烃共聚物与商用聚乙烯基体的相容性和界面作用；通过乙烯‑极性烯烃共聚物含有的极性基团，改善商用聚乙烯材料的表面性能及其与极性材料的共混相容性；通过交联剂，提高复合材料的力学性能。本发明制备的极性聚烯烃材料具有良好的力学性能、表面性能及与极性材料的共混相容性。技术研发人员：王保力,张震,田慧,崔冬梅,刘波受保护的技术使用者：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2