[发明专利]一种高熔体强度聚丙烯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于塑料加工技术领域，具体涉及一种含长支链结构的非交联高熔体强度聚丙烯及其制备方法。 

  

背景技术

聚丙烯(PP)分子链是线性直链结构，缺乏长支链，不能产生次级活性中心，导致其熔体强度低和耐熔垂性能差等缺点，熔融状态下，聚丙烯没有应变硬化效应，因此大大限制了聚丙烯的应用范围。此外，聚丙烯还是一种部分结晶聚合物，软化点和熔点很接近，超过熔点后熔体强度迅速下降，导致在热成型时容器壁厚不均匀，挤出涂布压延时出现边缘卷曲、收缩，挤出发泡时泡孔塌陷等问题。解决以上问题，最有效的方法是提高聚丙烯的熔体强度。由于高熔体强度聚丙烯技术应用面广、产品附加值高，许多国家近年来在开发高熔体强度聚丙烯方面进行了深入研究，取得了突破性进展，从而扩大了聚丙烯的应用领域。 

制备高熔体强度聚丙烯（HMSPP）可以通过提高聚丙烯的相对分子质量、增加分子量分布、接枝长支链等方法。具体实施方法有共混改性、化学交联、辐射交联、溶液接枝、熔融接枝和原味聚合等方法。 

日本专利JP5531807公开了一种PP、HDPE、LDPE、EPR共混物提高熔体强度的方法，并制成发泡材料；中国专利CN1775851A公开了PP、接枝PP、PE和胺类化合物共混挤出制备高熔体强度聚丙烯的方法；美国专利US4365004通过CPP与LDPE共混提高熔体强度。仅采用简单共混难以到达分子级均匀分散，产品熔体强度和力学性能不理想。 

蒙代尔公司在中国的发明专利ZL94116148介绍了在活性氧浓度小于15%的环境中，以高能辐射线对均聚和共聚聚丙烯或其他组合物进行1小时辐射，然后再使辐射的自由基失活从而获得支化的高熔体强度聚丙烯的方法。据称这种方法可以得到不含凝胶的高熔体强度聚丙烯，熔体弹性高并有明显的应力硬化现象，在发泡和挤出涂覆方面有广泛的应用前景，辐射接枝方法的主要缺点是产生高能射线的设备投资大从而导致制备的高熔体强度聚丙烯价格昂贵，限制了它的广泛应用。 

中国专利ZL200510043675.5公开了部分交联的高熔体强度聚丙烯的制备方法，它采用不饱和硅烷、硅烷醇解剂和过氧化物等在挤出条件下接枝制备。CN 102329405 A、CN1341670A也介绍了类似的方法。加入不饱和第二单体，虽然限制了聚丙烯的降解，容易产生交联以提高熔体强度，但交联程度难以控制。而且交联聚丙烯易产生凝胶，在后加工过程中会给生产带来大量的问题。 

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发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种熔体流动速率宽，无凝胶，制备工艺简单的高熔体强度聚丙烯及其制备方法。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 

一种基于接枝反应的高熔体强度聚丙烯，其原料组成的重量份数为：

聚丙烯（A）              100 重量份

乙烯丙烯酸共聚物(B)    1-30重量份,优选5-25%重量份

促进剂(C)             0.5-5%

引发剂(D)            0.01 ～ 1 重量份

抗氧剂(E)              0.1-0.5重量份

润滑剂(F)              0.1-2重量份。

所述的聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯或其组合，要求聚丙烯熔体流动速率为1.0-10g/10min。 

所述乙烯丙烯酸共聚物为聚合度为1000-10000，丙烯酸含量6-15%，优选丙烯酸含量9-11%的乙烯丙烯酸共聚物。乙烯丙烯酸共聚物在金属盐或金属氧化物作用下，形成乙烯丙烯酸星型接枝物，该接枝物在过氧化物作用下与聚丙烯接枝，形成聚丙烯长支链，从而产生高熔体强度聚丙烯。 

所述促进剂为金属氧化物、金属氢氧化物及其硬脂酸盐组合物，具体为氧化锌、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸铝及其组合。 

所述引发剂选自过氧化物类、偶氮类自由基引发剂或其组合；具体为氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、偶氮二异丁腈或其组合。 

所述抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚、2，6-叔丁基-a-二甲胺基对苯酚、三(2，4-叔丁基苯基)亚磷酸酯、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯 

和硫代二丙酸二月桂酸酯中的一种或几种复配物。