[发明专利]一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及了一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料及其制备方法，具体由以下重量份的原料组成：聚丙烯树脂30‑80份，改性聚乙烯树脂5‑15份，无机填料5‑20份，弹性离聚体2‑10份，助分散剂1‑3份，加工稳定剂1‑4份，所述改性聚乙烯树脂，为熔融态超密度聚乙烯(ULDPE)树脂通过自由基引发的化学接枝丙磺酸类极性单体而得的特定化学结构聚乙烯树脂。本发明基于基团之间静电相互作用力的增韧改性可完美平衡聚丙烯复合材料的高流动性、高抗冲击性的性能平衡及改性需求。得到的聚丙烯复合材料，不仅熔融指数(230℃，2.16kg)从传统方案的20‑30g/10min大幅度提升至60g/10min以上，且在低温(190℃)注塑加工时，其螺旋线长度同比也提升了30‑50％。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料及其制备方法。

背景技术

高分子材料的抗外力冲击特性与自身的化学结构及其聚集体结构密切相关。以当前常见的聚合物种类为例，聚碳酸酯(PC)因其刚柔并存的分子链化学结构而具有较好的抗冲击特性，而聚酰胺(PA)材料则因为酰胺基团之间形成的分子间氢键作用力而使其材料韧性有了进一步提升。然而与上述的这些高性能工程塑料不同的是，一些应用广泛、价格低廉的聚烯烃材料如聚丙烯、聚苯乙烯并不具备上述的这些结构特性，因而其抗冲击韧性往往较低，尤其是在严苛的低温环境中更是如此。

聚丙烯(PP)以质轻、价廉、加工性能好而得以广泛应用，但其聚集体结构以结晶倾向强，结晶程度高但晶体结构缺陷多、不完整而著称，因此有着迫切的抗冲击改性需求，而无论是反应釜内的化学改性，还是挤出机内的熔融共混改性，加入高弹性的增韧剂都是首选的处理方式。CN105504524B中所采用的液体三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物POE就是PP增韧改性中最为常见的弹性体增韧剂，以材料结构中具备极长的柔性分子链而著称，但柔性分子链固有可大幅度提升材料对外界冲击能量的吸收，然而在熔融加工过程中，其过于紧密的分子链缠绕却非常不利于聚合物熔体的加工流动，而类似的技术方案还出现在CN102229720A、CN103923381B中，因此，上述的弹性体增韧改性方法仅局限于一些对加工流动性要求相对较低的应用领域，而对于一些需要同时兼顾高流动、高抗冲性的改性领域则需要新的增韧技术来弥补其不足之处。

发明内容

本发明的目的在于填补已有聚丙烯增韧技术的空白领域，提供一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料。采用了反应釜内的高效熔融接枝法在超低密度聚乙烯(ULDPE)的短支链上引入了强极性的丙磺酸基体，从而与复合材料中弹性离聚体的离子簇微区形成了基于静电自组装的强相互作用，大大提升了聚丙烯材料对外界冲击能量的吸收能力，且更重要的是这种冲击性能的改善在低温环境中体现的愈发明显。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料，包括以下重量份的原料：

其中，所述改性聚乙烯树脂，为熔融态超密度聚乙烯(ULDPE)树脂通过自由基引发的化学接枝丙磺酸类极性单体而得的特定化学结构聚乙烯树脂。

所述改性聚乙烯树脂的制备方法为：称取0.05份的过氧化二苯甲酰引发剂以及5～15份的ULDPE树脂基体，混合均匀后投入到密闭反应釜中，对反应釜进行抽真空并充入惰性的氮气保护至常压，然后加热至190℃并保持恒温，以 90转/min的速率匀速搅拌10min，然后加入1份的丙磺酸类接枝单体，继续搅拌30min后充入氮气加压，从密闭反应釜的底部出口将熔融态的共混物导出、冷却、切粒，得到所述的改性聚乙烯树脂。

进一步的，所述的聚丙烯树脂为高融指、低抗冲的共聚丙烯树脂，其在 230℃、2.16kg的测试条件下熔指MFR为30-60g/10min，常温(23℃)缺口冲击强度≥8kJ/m²。