[发明专利]一种低模塑收缩率聚丙烯合金材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯合金材料的制备方法，尤其涉及一种低模塑收缩率聚丙烯合金材料的制备方法。

背景技术

苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)的姊妹产品，都是苯乙烯类热塑性弹性体中的重要品种。SIS是美国菲利浦斯石油公司和壳牌化学公司分别于20世纪60年代同步开发并实现工业化生产的新一代热塑性弹性体(USP 3239478，USP 3333024，USP 4096203，USP 3427269，USP 3507934)。它具有优异的波纹密封性和高温保持力，其独特的微观分相结构决定了其用作粘合剂时具有优越性，配制成的压敏胶和热熔胶广泛应用于医疗、电绝缘、包装、保护掩蔽、标志、粘接固定等领域，特别是其生产热熔压敏胶(HMPSA)，具有不含溶剂、无公害、能耗小、设备简单、粘接范围广的特点，深受用户欢迎，近年来发展速度很快。此外，SIS具有高弹性和热塑性，易加工，易共混，余料可重复利用，应用范围和需求量日益增大。SIS与其它材料的相容性优于SBS，由于SIS改性塑料所得的合金材料具有特殊的光泽度和优异的力学性能，可以预见SIS将成为用途广泛的改性塑料弹性体。

聚丙烯(Polypropylene，PP)是一种原料来源丰富、合成工艺简单的通用塑料之一，其质轻、价廉、易加工、机械性能优异等特点，制品且有突出的耐应力、耐腐性和良好的化学稳定性，制品卫生安全。与其他通用塑料相比，PP的综合性能好，在很多领域已得到广泛应用，是一种具有广泛发展前途的热塑性塑料。但是聚丙烯在低温时易脆化、对缺口较敏感、成型收缩率大、易老化等缺点，使其更广泛应用受到限制。基于此，通过对PP的复合改性以提高其综合性能成为一个PP应用研究的重点技术。

聚丙烯合金材料制备现有技术通常采用化学改性和物理改性两种方法对聚丙烯进行改性达到改善耐寒性、低温脆性、耐气候性及刚性不足、染色性差等缺点为目标。化学改性制备聚丙烯合金材料主要是共聚、接枝和交联等，通过改变聚丙烯分子结构以达到改性的目的，如加入乙烯单体制备高抗冲的PP/PE共聚合金材料(CN1249770，CN101077918)；物理改性主要是共混、增强和填充等，加入添加剂以赋予聚丙烯新的性能(CN101602877，CN1290594，CN1908054)，如采用无机填料、玻纤或工程塑料增强、弹性体增韧，或采取两者结合达到最佳综合性能。尽管聚丙烯及聚丙烯合金材料在各领域有着广泛的应用，但聚丙烯及聚丙烯合金材料的成型收缩率一般在1.0-2.0％之间，与ABS的成型收缩率(0.4-0.7％)相比要大得多，在加工精密部件时受到了很大限制。如何有效降低PP模塑收缩率同时能保持或提高其原有性能，实现PP取代工程塑料是很有意义的技术。迄今，降低PP模塑收缩率至0.6％的专利技术国内少见报道(CN1396201)。

利用SIS具有高弹性和热塑性，易加工、易共混，所得的合金材料具有特殊的光泽度和优异的力学性能等特点，以SIS为橡胶态与无机粒子协同改性PP制备性能优异的低模塑收缩率合金材料是一项非常有实用价值的技术。

发明内容

本发明第一个目的是提供一种低模塑收缩率聚丙烯合金材料的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术措施来实现：一种低模塑收缩率聚丙烯合金材料的制备方法，其特征在于，分两个步骤进行：

(1)在反应釜中加入溶剂、结构调整剂中搅拌均匀，然后加入苯乙烯，边搅拌边升温至引发温度进行引发，再加入引发剂边搅拌边继续升温至35～60℃进行第一段反应；完成第一段反应后加入异戊二烯搅拌均匀进行第二段反应，至异戊二烯反应完全时加入苯乙烯搅拌均匀，并将温度维持在50～60℃进行第三段反应，反应25～45分钟后加入终止剂和抗氧剂，搅拌5～10分钟后出胶，煮胶、炼胶、制片等后处理，得到聚苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)产品；

(2)取步骤(1)中所得的聚苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯5～20份与聚丙烯树脂60～80份和相容剂2～10份、成核剂200ppm～1500ppm、抗氧剂500ppm～2000ppm置于混合器中，混合均匀得混合物料；然后将混合物料送入挤出机中进行挤出、切粒和干燥，得到聚丙烯合金材料。

本发明步骤(1)中所述加入的溶剂的体积为反应釜总容积的50～70％。所述的结构调整剂的用量可根据设计的聚异戊二烯嵌段在SIS中的微观结构来确定，而经发明人的研究发现，将结构调整剂的用量控制在其溶于反应釜中的溶剂后所得的溶液中结构调整剂的含量在60～120ppm范围内，所得的SIS产品具有良好的性能。