[发明专利]一种提高聚丙烯制品抗冲性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高聚丙烯(Polypropylene,缩写PP)制品抗冲性能的方法。

背景技术

聚丙烯因具有密度小，成本低，电性能、耐腐蚀性、卫生性、防潮性能优良以及加工性能好等优点而获得广泛应用。但是，PP也存在韧性差(特别是缺口冲击强度低)等缺点，这些不足限制了其在更为广阔领域特别是作为工程材料在汽车、制造、建筑、化工管道等高端领域的应用。对PP进行增韧改性研究，使其韧性达到或接近工程塑料的要求，从而将PP应用扩展到传统工程塑料的某些应用领域，具有重要的应用价值。

利用“后改性“的方法，通过添加各类改性材料并辅以适当的化学、物理改性，以改善或提高基体树脂的使用性能，是获取低成本高性能PP的有效途径。与乙丙橡胶等橡胶共混是获得具有优良韧性PP的最为经济有效的方法之一。然而，由于橡胶自身较低的刚性，橡胶共混增韧改性在提高韧性的同时也会不可避免带来材料刚性下降，并很大程度上限制了它的适用范围。近年来随着刚性粒子增韧理论的发展，改变了以往橡胶增韧改性必须以牺牲刚性为代价、共混材料刚性随第二组份含量增加而下降的情况，使高刚性高韧性共混材料的制备成为可能。

聚乙烯(Polyethylene，缩写PE)是日常生活中最常用的高分子材料之一，其产量居五大通用树脂之首。PE依聚合方法、分子量、链结构之不同，分高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)及超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。由于其量大价廉的优点，利用PE与PP共混改性已吸引了广泛关注。虽然普遍认为PE加入能增强或增韧PP，但由于不同种类PE存在结构差异，与PP相容性会有显著不同，从而导致对聚丙烯力学性能的影响会产生很大差异。另一方面，加工条件导致的结晶结构与相结构等微结构差异亦会导致PP/PE共混物力学性能的差异。因此，研究不同加工条件下PP/PE共混物力学性能的变化具有十分重要的意义。

退火是一种工业上常用的改性聚合物材料的加工方法，它是指将聚合物加热至接近其熔点的某一温度并保持足够时间，然后以适宜速度冷却。一般认为退火能导致聚合物结构变化，而这些结构改变会导致相应力学性能等变化。例如，退火导致的聚合物晶型完善，晶片增厚等变化会导致材料刚性提升，而退火也会造成聚合物相组分含量改变，从而可能导致材料断裂形变过程中更易形成微孔，提升材料冲击韧性。考虑到退火处理的这些特点，其可能是一种理想的同时增强增韧聚丙烯的方法。本发明首次成功利用PE共混与退火处理的协同增韧效果，大幅提升PP制品的韧性，同时保持PP制品较高的强度。此方法的优点在于共混所用PE组分为已大规模生产的廉价原料，共混及退火处理等加工成型方法成熟，所以此退火处理的共混物具备大规模生产的可能性，最终得到的制品成本可以很低。此方法提供了一个由PP制备高刚性高韧性材料简单而有效的方法，有可能扩大PP的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提出一种提高聚丙烯制品抗冲性能的方法；该方法是将聚乙烯掺混在聚丙烯原料中，两种原料共混后熔融加工成制品，将熔融加工成型的制品经退火处理得到抗冲性能良好的聚丙烯制品。用该方法所制备的抗冲性能的聚丙烯制品同时具有较高的韧性和刚性。

本发明中所使用的聚丙烯原料，是各种牌号的聚丙烯(PP)，包括：均聚聚丙烯(PP-H)、嵌段共聚聚丙烯(PP-B)、无规共聚聚丙烯(PP-R)，同类或不同类聚丙烯的混合物。

本发明中所使用的聚乙烯原料，是各种牌号的聚乙烯(PE)，包括高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)及线性低密度聚乙烯(LLDPE)，同类或不同类聚乙烯的混合物。

本发明所提出的退火处理方法，是指将熔融加工成型的制品升温至某一温度恒温一定时间，再降温的过程。该退火温度通常不高于聚丙烯熔点。退火处理的时间可为任意时长，通常为10分钟到72小时。

本发明的聚丙烯制品中，还可含有其它各种添加剂，如加工助剂、分散剂、抗氧剂、着色剂、填料等，可根据实际情况使用。

本发明制品中两种主要组份(质量份)比例为：聚丙烯100份，聚乙烯2.5-60份。当然，也可以含有任意添加量的各种常用改性剂，如：加工助剂、分散剂、抗氧剂、着色剂、填料等。这些组分的加入不改变本专利方法的有效性。