[发明专利]一种聚丙烯组合物和聚丙烯材料有效
申请号: | 201310438114.X | 申请日: | 2013-09-22 |
公开(公告)号: | CN104448541B | 公开(公告)日: | 2017-02-01 |
发明(设计)人: | 刘建叶;张师军;徐萌;张丽英;邹浩;于鲁强;杨芝超;王良诗 | 申请(专利权)人: | 中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司北京化工研究院 |
主分类号: | C08L23/12 | 分类号: | C08L23/12;C08L7/00;C08L9/06;C08L9/02;C08L11/00;C08L9/00;C08L33/04;C08L23/16;C08L75/04;C08F110/06 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 聚丙烯 组合 材料 | ||
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯组合物以及由所述聚丙烯组合物熔融挤出成型得到的聚丙烯材料。
背景技术
聚丙烯树脂以其优异的机械性能、耐热性、耐化学性和质轻价优等特点,在汽车、家电、生活日用品等领域得到了广泛的应用。均聚聚丙烯树脂本身刚性较高、耐热性好,提高均聚聚丙烯树脂的结晶度,有助于进一步提高其刚性和耐热性。对于均聚聚丙烯的注塑成型来说,较高的结晶速率和结晶度更有利于薄壁制品的生产,降低注塑制品的翘曲。此外,随着对聚丙烯性能的要求越来越高,聚丙烯的高性能化已成为聚丙烯工业发展的一个重要趋势,其中,提高均聚聚丙烯树脂的抗冲击性能,实现其优异的刚韧性能平衡也是十分重要的方面之一。
为获得高刚性和高耐热的聚丙烯材料,现有的方法通常直接通过聚合技术调整分子结构,提高聚丙烯树脂的等规度,使其具有较强的结晶能力实现。但是在现有的聚合方法中,等规度的提高往往受到分子量调节的限制,很难达到很高的等规度从而得到较高的力学性能和耐热性。此外,还可以采取向聚丙烯基料中添加α晶型成核剂的方法来提高聚丙烯树脂及其制品的刚性和耐热性,同时提高聚丙烯的结晶速率。常用且效果较好的α晶型成核剂为有机类成核剂,主要包括脂肪酸及其金属皂类、二苄叉山梨醇类和有机磷酸盐等。另一方面,将β晶引入高等规度均聚聚丙烯中可以在保持较高结晶度的同时又能改善其韧性。目前公认得到高含量β晶型均聚聚丙烯的最便捷有效的手段是添加β晶型成核剂,以此获得的均聚聚丙烯冲击强度和耐热性都较高,在高速拉伸下表现出很好的韧性和延展性,大大拓宽聚丙烯应用空间。目前聚丙烯β晶成核剂种类并不多,包括稠环芳烃类、有机酸及有机盐类、酰胺类、稀土类和无机盐类等。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种新的聚丙烯组合物以及由所述聚丙烯组合物熔融挤出成型得到的聚丙烯材料。所述聚丙烯组合物和聚丙烯材料具有较高力学性能和耐热性。
本发明提供了一种聚丙烯组合物,其中,所述聚丙烯组合物含有聚丙烯和复合纳米粉末橡胶成核剂;所述聚丙烯的分子量分布指数为2.5-5.5,分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PIHT大于1.9;所述复合纳米粉末橡胶成核剂含有纳米粉末橡胶与α晶型成核剂和/或β晶型成核剂。
本发明提供的聚丙烯的分子量分布指数较窄且高分子拖尾指数较大,这样能够使得到的聚丙烯组合物不仅具有较高的刚性和韧性,而且还具有较好的耐热性。推测其原因,可能是由于:一方面,分子量分布指数较窄的聚丙烯在流动过程中具有更宽的牛顿平台区,其粘度随剪切速率波动的变化较小,挤出量更容易稳定控制,并能够降低在聚丙烯材料制备过程中表面缺陷发生的可能性,从而提高聚丙烯组合物和聚丙烯材料的力学性能和耐热性。另一方面,高分子拖尾指数PIHT越高表明聚丙烯中存在更显著的大分子链尾端。根据聚丙烯均相成核理论,大分子链尾端在结晶中能够优先成核,使聚丙烯的结晶温度升高、结晶速度加快,有利于提高刚性、缩短成型周期并提高成型效率。
此外,本发明的发明人发现,成核剂在聚丙烯基体中的分散性较差,通过添加α晶型成核剂和/或β晶型成核剂以提高聚丙烯组合物和聚丙烯材料的力学性能和耐热性能时,成核剂添加量太低无法获得理想的性能,而增大成核剂的用量又难以保证在聚丙烯基体中的均匀分散,可能反而会降低其力学性能和耐热性能。而在α晶型成核剂和/或β晶型成核剂中加入纳米粉末橡胶,有助于α晶型成核剂和/或β晶型成核剂在聚丙烯中的均匀分散,在较低的用量下就可以明显提高所述聚丙烯组合物的力学性能和耐热性能。
根据本发明的一种优选实施方式,采用两步聚合法制备聚丙烯,第一步在较低的温度下进行预聚合,而第二步则提高了聚合反应的温度,这样能够使得到的聚丙烯不仅具有较窄的分子量分布和较大的高分子拖尾指数PIHT,还具有较高的等规度,从而使聚丙烯本身具有较高的结晶度和结晶规整度,使聚丙烯中仅有少量的无定形区,有利于力学性能和耐热性的进一步提高。
此外,本发明还提供了由上述聚丙烯组合物熔融挤出成型得到的聚丙烯材料。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
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