[发明专利]一种高β晶体含量聚丙烯组合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯组合物的制备方法，尤其涉及一种高β晶体含量聚丙烯组合物的制备方法。

背景技术

等规聚丙烯(iPP)是一种半结晶形的聚合物，其晶体种类、晶体结构形态以及结晶度对聚丙烯材料的性能起到了关键性的作用。等规聚丙烯在不同的结晶条件下生成不同的晶体形态。目前发现的iPP的晶体结构为α、β、γ、δ和拟六方态五种。其中，β晶型聚丙烯虽然弹性模量和屈服强度较低，但却具有较高的冲击强度和热变形温度，在高速拉伸条件下具有较好的韧性和延展性的优点。这正弥补了α-iPP的冲击强度差、热变形温度低的缺点。由于β-iPP热力学稳定性不如α-iPP，必须在特定的加工条件下才能获得。例如施加一定的剪切力场、温度梯度法、添加成核剂等。而添加极少量的β成核剂，不仅能有效地诱导聚丙烯生成β晶体，而且能提高聚丙烯材料的冲击强度和热变形温度，使这一对本来相互矛盾的因素得到统一。另外β晶型成核剂还能增加聚丙烯树脂的气孔率，改善聚丙烯材料的可印刷性和可涂饰性。

目前，商业化的聚丙烯用酰胺型β晶体成核剂仅有少数的几种，例如日本新理化公司的N，N′-二环己基-2，6-萘二酰胺(商品名为NJStar NU100)，以及山西化工研究所研发的N，N，N’，N’-四烷基对苯二甲酰胺(商品名为TMB5)。因此，合成高效、价廉、对环境无害的酰胺型β成核剂成为当前聚丙烯研究领域的热点之一。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有的聚丙烯组合物中β晶体含量低的不足而提供了一种高β晶体含量聚丙烯组合物的制备方法。

本发明的技术方案为：一种高β晶体含量聚丙烯组合物的制备方法，具体制备步骤如下：

A)将聚丙烯树脂、抗氧剂和酰胺成核剂在高速混合机内混合1～10分钟，得到均匀混合料；其中上述各组分的加入量以100质量份的聚丙烯树脂为基准，抗氧剂为0.1～0.5质量份，酰胺成核剂为0.1～0.5质量份；

B)将上述混合料在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，挤出温度为180～280℃，得到高β晶体含量的聚丙烯组合物。

其中所述的聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯或无规共聚聚丙烯，它们的熔体流动速率的范围是0.1～20g/10min。上述的抗氧剂至少为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂2246、抗氧剂CA、抗氧剂168、抗氧剂626或抗氧剂636中的一种或两种，抗氧剂用量以100质量份的聚丙烯树脂为基准为0.1～0.2质量份。优选抗氧剂为抗氧剂为1010和抗氧剂168的混合物，混合物中抗氧剂1010和抗氧剂168质量比为1：1～1：2。

所述的酰胺成核剂为分子结构式为C₆H₅-NHCO-R-COHN-H₅C₆，其中R是碳原子数为0～8烷基，优选酰胺成核剂用量以100质量份的聚丙烯树脂为基准为0.1～0.2质量份。优选所述的酰胺成核剂为N，N’-二苯基丁二酰胺，N，N’-二苯基戊二酰胺或N，N’-二苯基己二酰胺。酰胺化合物的结构式为

式中R为C2～C4饱和烷基。

聚丙烯树脂、抗氧剂、酰胺成核剂在高速混合机内混合时间为2～5分钟；双螺杆挤出机中熔融挤出温度优选为200～220℃。

本发明所制得的高β晶体含量聚丙烯组合物中β晶体相对含量大于70％。

本发明所制得的高β晶体含量聚丙烯组合物按照标准制成试样进行力学性能的测试。

(1)β晶体相对含量的测定：用以下方程计算组合物中β晶体相对含量(见Turner-Jones等人1964年在Macromol.Chem.75卷上发表的文章)