[发明专利]一种聚丙烯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯组合物及其制备方法，特别涉及一种高强度高模量聚丙烯组合物及其加工制备方法。

背景技术

聚丙烯作为聚烯烃领域的重要成员，是世界上用量最大的塑料材料,依托聚丙烯基体的衍生产品更是具有广阔的市场，增强聚丙烯材料因其原料来源丰富、质量轻、耐溶剂、易加工、综合性能优异等优点，已广泛应用于汽车工业、家用电器、食品包装、建筑装潢等多个领域，是通用塑料产品的重要组成部分。然而，聚丙烯冲击强度较差，成型收缩率较大，并且表面硬度相对于其它材料要低，耐划伤性能差，因此在抗冲、低收缩以及耐划伤方面的应用受到限制。聚丙烯材料作为用量最大的塑料材料，其中，很大一部分可以通过改性技术得到性能更为优异、用途更广的塑料产品。

注射成型体积较大的制品时，我们通常选用高流动性聚丙烯树脂，但随着聚丙烯熔体流动速率(MFR)的提高，其力学性能也会有一定的降低，当制品需要较高的模量和强度时，需要对聚丙烯进行增强和增韧。通常增强可以采用添加玻璃纤维的方法，但当玻纤添加量较大的时候，挤出加工比较困难，也会对注塑过程造成一定的影响，玻纤含量小，又达不到增强的效果。

工业上制备高流动聚丙烯树脂一般是通过有机过氧化物降解法生产，因此树脂会因有机过氧化物的残留所导致的化学反应产生有机挥发物，造成不愉快的气味的产生，在高温条件下使用时，有机挥发物的迁出挥发更加明显，气味也就更加严重。目前，解决的办法主要是在材料中添加气味吸收剂。专利CN200510024840.2中报道了通过添加多孔分子筛等吸附剂来降低材料的气味问题，该方法存在吸附平衡的问题。另有专利CN200810023327.5报道了通过添加有机物驱除剂来减轻材料的气味问题，该方法存在相容性以及持久性的问题。因此，上述方法不能从根本上解决材料本身带来的气味问题。

发明内容

本发明提供了一种聚丙烯组合物，其中，该聚丙烯组合物包含有以下组分：

a.聚丙烯;b.玻璃纤维;c.增韧剂;d.抗氧剂；

其中，所述组分a.聚丙烯的分子量分布指数Mw/Mn为2.5-5.5，分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PI_HT大于1.9；其中，聚丙烯与玻璃纤维的重量比为：1：0.05-0.3，优选1：0.20-0.25；聚丙烯与增韧剂的重量比为1：0.02-0.1；聚丙烯与抗氧剂的重量比为1:0.001-0.01，优选1:0.003。

所述的聚丙烯可采用本申请人于2012年10月30日申请的中国专利申请201210425066.6所制备的聚丙烯，其内容在此全部引入本发明。

根据本发明的窄分子量分布聚丙烯的制备不使用过氧化物，这降低了成本，并且产品没有异味，与降解法窄分子量分布聚丙烯相比具有更高的结晶温度，表明其具有更快的结晶速度，有利于缩短成型加工周期，提高成型效率。进一步地，本发明提供的分子量窄分布聚丙烯等规度较高且可调，熔点和结晶温度均较高，具有更好的性价比和更广泛的应用。

本发明提供的聚丙烯组合物，所述聚丙烯的分子量分布指数Mw/Mn为3.0-4.9，分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PI_HT大于2.1。高分子拖尾指数PI_HT是本发明分子量窄分布聚丙烯区别于过氧化物降解得到的分子量窄分布聚丙烯的重要特征之一，PI_HT高表明聚丙烯中存在更显著的大分子链尾端，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，有利于缩短成型周期，提高成型效率。

本发明的分子量窄分布聚丙烯的全同立构五单元组[mmmm]等规序列含量大于85%，优选大于90%，更优选大于93%。

本发明的分子量窄分布聚丙烯不含有丙烯2，1插入和1，3插入所引起的区位异构结构。对于通常意义上等规度相同的聚丙烯，区位异构结构的存在会导致样品熔点的降低，从而影响其使用温度等性能。

本发明的分子量窄分布聚丙烯的结晶温度Tc大于113℃，优选高于115℃。

本发明的分子量窄分布聚丙烯的二甲苯可溶物含量小于4.4wt%，优选小于2.3wt%，更优选小于1.6wt%。通常意义上，二甲苯可溶物含量低，材料的等规度较高，因此刚性和耐热性较好。此外，对某些接触食品、药品或溶剂的材料，二甲苯可溶物含量低，可迁移出、或被溶解出或萃取出的物质的含量低，使用上更为安全可靠。