[发明专利]一种高熔体强度聚丙烯及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高熔体强度聚丙烯，由如下重量份的原料制成：聚丙烯树脂100份，支化促进剂0.1～10份，第三单体0.1～5份，交联剂Ⅰ0.01‑2份，交联剂Ⅱ0.01～2份，抗氧剂0.1～2份，吸酸剂0.05～0.3份。本发明将50～80wt％的聚丙烯与第三单体、吸酸剂、交联剂Ⅰ混合作为主料，将剩余量的聚丙烯树脂与支化促进剂、抗氧剂、交联剂Ⅱ混合作为辅料，并经过不同的热和化学反应过程得到。所得到的聚丙烯的熔体强度可较相同熔体流动速率下的普通聚丙烯提高1.5～9倍，并且制备方法简单，适用于工业大规模制造。

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯材料，尤其是一种高熔体强度聚丙烯材料的制备方法。

背景技术

聚丙烯是最具发展前途的热塑性高分子材料之一。与其它通用热塑性塑料相比，聚丙烯具有密度小、无毒、易加工、机械力学性能好、而且原料来源广、价格低廉等特点，广泛应用在汽车、家用电器、电子、包装及建材和家具等领域。

但是，以配位催化聚合得到的聚丙烯大都呈线型长链结构，表现为部分结晶状态，其软化点与熔点很接近，当温度超过熔点后其熔体强度迅速下降，从而导致其熔体强度低和耐熔垂性能差的缺点。这使得聚丙烯在拉伸流动时，熔体不能表现出应变硬化效应，从而直接造成聚丙烯在熔融加工时的一些缺陷，包括在高速挤出涂布时的边缘卷曲和收缩、在热成型时出现的熔垂和局部变薄、在多层结构共挤出时流体流动不稳定以及在发泡过程中气体易于逃逸、聚集，气泡壁承受不住气泡压力而导致坍塌破裂，难以获得高质量的泡沫塑料。这些缺陷的存在，严重限制了聚丙烯在挤出发泡、热成型、挤出涂布和吹塑薄膜等领域的应用。

制备高熔体强度聚丙烯(HMS PP)是改善其热成型性和发泡工艺性能的关键和前提，因此近年来HMS PP的研制引起了国内外产业界和学术界的广泛关注。HMSPP的分子设计主要体现在三个方面即提高分子量，加宽分子量分布和引入长支化结构。具体实施方法主要有共混法、后反应器法、反应器合成法和交联法。

选择具有一定熔体强度或者应变硬化性的HDPE、LDPE与线形聚合物掺混是最早用于提高聚合物熔体强度的方法之一。如中国专利200910037289.3公开了一种高熔体强度聚丙烯材料及制备方法。高熔体强度聚丙烯材料由100重量份的聚丙烯、5-60重量份的高熔点结晶性聚合物、2-50重量份的相容剂、0-40重量份的聚乙烯、及其它助剂组成；其制备方法是：将聚丙烯、高熔点结晶性聚合物、相容剂、聚乙烯、加工助剂按配方量进行计量、并均匀预混，然后由螺杆挤出机在控制温度、转速下进行熔融共混得到。类似此专利的共混法，其特点是简单方便且造价低，但缺点是树脂在掺混时会损失某些性能，比如力学性能等，同时还需要考虑各相之间的相容性以及因此而产生的性能下降的问题，所以这种方法并不是优选方法。

反应挤出改性即通过螺杆挤出机进行聚丙烯与其它材料共混反应熔融接枝来制备高熔体强度的聚丙烯。该方法由于其操作简便经济，适合工业化生产而成为目前采用的主要方法之一。它采用化学自由基引发剂在丙烯聚合物骨架自由基位置接上聚丙烯链或第二单体，从而获得一定支化度的丙烯聚合物。制备过程中可能涉及到引发剂、接枝单体、多功能单体及第三单体等。