一種高熔體強度聚丙烯組合物及其制備方法
【專利摘要】一種高熔體強度聚丙烯組合物，以重量分數(shù)計由以下原料構(gòu)成：聚丙烯（A）100、乙烯丙烯酸共聚物(B)1-30、促進劑(C)0.5-5、引發(fā)劑(D)0.01-1、抗氧劑(E)0.1-0.5、潤滑劑(F)0.1-2。本發(fā)明采用乙烯丙烯酸聚合物作為聚丙烯的接枝單體，避免了共軛雙烯化合物易交聯(lián)的缺點，生產(chǎn)的高熔體強度聚丙烯無交聯(lián)，擠出加工性能優(yōu)異。
【專利說明】一種高熔體強度聚丙烯組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于塑料加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及ー種含長支鏈結(jié)構(gòu)的非交聯(lián)高熔體強度聚丙烯及其制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]聚丙烯(PP)分子鏈是線性直鏈結(jié)構(gòu)，缺乏長支鏈，不能產(chǎn)生次級活性中心，導致其熔體強度低和耐熔垂性能差等缺點，熔融狀態(tài)下，聚丙烯沒有應變硬化效應，因此大大限制了聚丙烯的應用范圍。此外，聚丙烯還是ー種部分結(jié)晶聚合物，軟化點和熔點很接近，超過熔點后熔體強度迅速下降，導致在熱成型時容器壁厚不均勻，擠出涂布壓延時出現(xiàn)邊緣卷曲、收縮，擠出發(fā)泡時泡孔塌陷等問題。解決以上問題，最有效的方法是提高聚丙烯的熔體強度。由于高熔體強度聚丙烯技術(shù)應用面廣、產(chǎn)品附加值高，許多國家近年來在開發(fā)高熔體強度聚丙烯方面進行了深入研究，取得了突破性進展，從而擴大了聚丙烯的應用領(lǐng)域。
[0004]制備高熔體強度聚丙烯(HMSPP)可以通過提高聚丙烯的相對分子質(zhì)量、増加分子量分布、接枝長支鏈等方法。具體實施方法有共混改性、化學交聯(lián)、輻射交聯(lián)、溶液接枝、熔融接枝和原味聚合等方法。
[0005]日本專利JP5531807公開了ー種PP、HDPE、LDPE、EPR共混物提高熔體強度的方法，并制成發(fā)泡材料；中國專利CN1775851A公開了 PP、接枝PP、PE和胺類化合物共混擠出制備高熔體強度聚丙烯的方法；美國專利US4365004通過CPP與LDPE共混提高熔體強度。僅采用簡單共混難以到達分子級均勻分散，產(chǎn)品熔體強度和力學性能不理想。
[0006]蒙代爾公司在中國的發(fā)明專利ZL94116148介紹了在活性氧濃度小于15%的環(huán)境中，以高能輻射線對均聚和共聚 聚丙烯或其他組合物進行I小時輻射，然后再使輻射的自由基失活從而獲得支化的高熔體強度聚丙烯的方法。據(jù)稱這種方法可以得到不含凝膠的高熔體強度聚丙烯，熔體弾性高并有明顯的應力硬化現(xiàn)象，在發(fā)泡和擠出涂覆方面有廣泛的應用前景，輻射接枝方法的主要缺點是產(chǎn)生高能射線的設(shè)備投資大從而導致制備的高熔體強度聚丙烯價格昂貴，限制了它的廣泛應用。
[0007]中國專利ZL200510043675.5公開了部分交聯(lián)的高熔體強度聚丙烯的制備方法，它采用不飽和硅烷、硅烷醇解劑和過氧化物等在擠出條件下接枝制備。CN 102329405 A、CN1341670A也介紹了類似的方法。加入不飽和第二単體，雖然限制了聚丙烯的降解，容易產(chǎn)生交聯(lián)以提高熔體強度，但交聯(lián)程度難以控制。而且交聯(lián)聚丙烯易產(chǎn)生凝膠，在后加工過程中會給生產(chǎn)帶來大量的問題。
[0008]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種熔體流動速率寬，無凝膠，制備エ藝簡單的高熔體強度聚丙烯及其制備方法。[0010]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
一種基于接枝反應的高熔體強度聚丙烯，其原料組成的重量份數(shù)為:
聚丙烯(A)100重量份
乙烯丙烯酸共聚物(B) 1-30重量份，優(yōu)選5-25%重量份 促進劑(C)0.5-5%
引發(fā)劑(D)0.01~I重量份
抗氧劑(E)0.1-0.5重量份
潤滑劑(F)0.1-2重量份。
[0011]所述的聚丙烯為均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、無規(guī)共聚聚丙烯或其組合，要求聚丙烯熔體流動速率為1.0-10g/10min。
[0012]所述乙烯丙烯酸共聚物為聚合度為1000-10000，丙烯酸含量6-15%，優(yōu)選丙烯酸含量9-11%的乙烯丙烯酸共聚物。乙烯丙烯酸共聚物在金屬鹽或金屬氧化物作用下，形成乙烯丙烯酸星型接枝物，該接枝物在過氧化物作用下與聚丙烯接枝，形成聚丙烯長支鏈，從而產(chǎn)生高熔體強度聚丙烯。
[0013]所述促進劑為金屬氧化物、金屬氫氧化物及其硬脂酸鹽組合物，具體為氧化鋅、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鋁、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋁及其組合。
[0014]所述引發(fā)劑選自過氧`化物類、偶氮類自由基引發(fā)劑或其組合；具體為氧化苯甲酰、過氧化二異丙苯、過氧化二叔丁基、偶氮二異丁腈或其組合。
[0015]所述抗氧劑為3，5- 二叔丁基-4-羥基苯丙酸十八酷、2，6-叔丁基_4_甲基苯酚、2，6-叔丁基-a-二甲胺基對苯酚、三(2，4_叔丁基苯基)亞磷酸酷、四[(6- (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯
和硫代二丙酸二月桂酸酯中的一種或幾種復配物。
[0016]所述潤滑劑為單硬脂酸甘油脂、芥酸酰胺、硬脂酸、こ撐雙硬脂酰胺、こ撐雙月桂酸酰胺中的一種或幾種復配物。
[0017]含長支鏈的高熔體強度聚丙烯制備方法，其步驟如下:
I)混合:按比例稱取各組分，放入高速攪拌機中充分混合5-6分鐘，保證混合溫度不低于50度。
[0018]2)冷卻吸收:將混好的原料在密封的環(huán)境下冷卻放置至少24小時。
[0019]3)擠出造粒:將混合物加入單螺桿或雙螺桿擠出機中，優(yōu)選雙螺桿擠出機，轉(zhuǎn)速40-300r/min，雙螺桿擠出機從輸送段到ロ模溫度為170-240度，反應擠出造粒，得到高熔體強度聚丙烯。
[0020]有益效果:本發(fā)明制備高熔體強度聚丙烯熔體強度比原料提高2-8倍。本發(fā)明采用擠出造粒法制備的高熔體強度聚丙烯，該方法簡單，便捷，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明采用乙烯丙烯酸聚合物作為聚丙烯的接枝単體，避免了共軛雙烯化合物易交聯(lián)的缺點，生產(chǎn)的高熔體強度聚丙烯無交聯(lián)，擠出加工性能優(yōu)異。
[0021]本發(fā)明主要設(shè)備為高速攪拌機和擠出機，設(shè)備投資少，エ藝簡單，容易控制，成本低廉。所得產(chǎn)品熔體強度明顯提高，可用于擠出涂布、熱成型、發(fā)泡、吹塑等制品。【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是用對比例做發(fā)泡片材的泡孔顯微鏡照片 圖2是用實施例7做發(fā)泡料的泡孔顯微鏡照片 圖3是對比例和實施例7的紅外色譜圖 圖4是是對比例和實施例7的剪切速率與模`ロ脹大比關(guān)系圖
【權(quán)利要求】
1.一種高熔體強度聚丙烯組合物，以重量分數(shù)計由以下原料構(gòu)成: 聚丙烯(A)100 乙烯丙烯酸共聚物(B) 1-30 促進劑(C)0.5-5 引發(fā)劑(D)0.01-1 抗氧劑(E)0.1-0.5 潤滑劑(F)0.1-2， 所述的聚丙烯為均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、無規(guī)共聚聚丙烯或其組合，熔體流動速率為1.0-10g/10min ； 所述乙烯丙烯酸共聚物聚合度為1000-10000，丙烯酸重量百分含量為6-15% ； 所述促進劑為金屬氧化物、金屬氫氧化物及其硬脂酸鹽組合物及其組合； 所述引發(fā)劑選自過氧化物類、偶氮類自由基引發(fā)劑或其組合；具體為氧化苯甲酰、過氧化二異丙苯、過氧化二叔丁基、偶氮二異丁腈或其組合； 所述抗氧劑為3，5- 二叔丁基-4-羥基苯丙酸十八酷、2，6-叔丁基-4-甲基苯酚、2，6_叔丁基-a-二甲胺基對苯酚、三(2，4_叔丁基苯基)亞磷酸酷、四[(6- (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酸酯中的一種或幾種復配物； 所述潤滑劑為單硬脂酸甘油脂、芥`酸酰胺、硬脂酸、こ撐雙硬脂酰胺、こ撐雙月桂酸酰胺中的ー種或幾種復配物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熔體強度聚丙烯組合物，其特征在于乙烯丙烯酸共聚物的丙烯酸含量為9-11%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高熔體強度聚丙烯組合物，其特征在于乙烯丙烯酸共聚物的含量為5-25。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的所述的高熔體強度聚丙烯組合物，其特征在于促進劑為氧化鋅、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鋁、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋁及其組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熔體強度聚丙烯組合物，制備方法如下: 1)混合:按比例稱取各組分，放入高速攪拌機中充分混合5-6分鐘，混合溫度不低于50度； 2)冷卻吸收:將混好的原料在密封的環(huán)境下冷卻放置至少24小時； 3)擠出造粒:將混合物加入雙螺桿擠出機中，轉(zhuǎn)速40-300r/min，雙螺桿擠出機從輸送段到ロ模溫度為170-240度，反應擠出造粒，得到高熔體強度聚丙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高熔體強度聚丙烯組合物的制備方法，其特征在于雙螺桿擠出機為通向旋轉(zhuǎn)嚙合型，螺桿直徑45mm，長徑比為44:1，變頻調(diào)速，采用九段加溫控溫，在擠出機第八段進行真空排氣。
【文檔編號】B29B7/00GK103497423SQ201310431560
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】張慶錄, 王加亮, 徐建明, 田相松, 王世修, 杜鵬 申請人:山東中宏塑業(yè)有限公司