[發明專利]一種提高聚丙烯熔體強度的方法

有效

• 申請號: 200810050434.7
• 申請日: 2008-03-06
• 公開（公告）號: CN101235123A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 姜治偉;唐濤;張振江;邱健
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C08F255/02
• 分類號: C08F255/02;B29B7/28;B29C47/92;B29C47/40
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責任公司
• 代理人: 馬守忠

技術領域

本發明涉及一種提高聚丙烯熔體強度的方法。

背景技術

聚丙烯(PP)作為一種性能優良的熱塑性高分子材料，具有密度小、無毒、易于加工成型、產品綜合性能優良等特點，在汽車、家用電器、電子、包裝以及建材等方面應用非常廣泛，已成為通用樹脂中發展最快的品種。盡管PP有很多優點，但由于丙烯配位聚合反應的固有的特點，以Ziegler-Natta催化劑和茂金屬催化劑進行丙烯聚合大都得到線形結構的PP，而線形PP在熔融狀態下熔體強度低，在拉伸流動時，熔體不能表現出應變硬化效應，直接造成PP在熔融加工時的一些缺陷，包括高速擠出涂布時的邊緣卷曲和收縮，在熱成型時出現熔垂和局部變薄，在多層結構的共擠時流體流動不穩定以及擠出發泡時泡孔塌陷等。目前提高聚丙烯熔體強度主要通過以下途徑實現：(1)在樹脂的聚合過程中或者聚合后期進行接枝反應，在聚合物主鏈上引入長的支鏈；(2)進行非反應性共混改性，在基體聚合物中引入高相對分子量的其他組分；(3)直接對聚合物進行可控的接枝、交聯和降解等反應改性。在上述方法中，在聚合物主鏈上接枝長支鏈對聚合物的熔體強度的影響最為顯著，且直接對聚合物進行可控的接枝、交聯和降解等反應改性比較容易實施，采用的方法主要有：(1)沒有共聚單體參與的直接輻射或反應擠出進行長鏈支化改性；(2)通過加入多官能團的單體、乙烯基硅烷或者苯乙烯進行可控的交聯、接枝改性。

20世紀90年代初，Himont公司(CN86100791A、CN1105033A、EP190889)采用低溫真空或氮氣中輻射聚丙烯產生自由基，然后升溫接枝，最后高溫滅活的工藝，成功得到長鏈支化聚丙烯，并已獲得商業應用。1996年，Borealis公司成功開發高溫聚丙烯長鏈支化技術。Akzo?Nobel公司(WO9749759，WO9927007)在氮氣保護下，以過氧化二碳酸酯類化合物作為引發劑，通過反應擠出得到長鏈支化聚丙烯，但是在得到高支鏈含量的同時伴隨較多的凝膠結構。這兩種方法對技術條件要求較高。為了抑制聚合物在自由基反應改性中的斷鏈降解，可以加入帶有雙鍵的共聚單體，使其與大分子自由基反應生成較為穩定自由基。該法由于工藝簡單受到重視。中國申請發明專利CN200610163256.X和CN200610163256采用直接熱引發來提高聚丙烯的熔體強度。Wang?xiaochun(Journal?of?Applied?Polymer?Science，1996，Vol.61，1395-1404)和D.Graebling(Journal?of?AppliedPolymer?Science，1996，Vol.66，809-918)通過加入共聚單體，由過氧化物引發聚丙烯的熔融接枝反應，來提高聚丙烯的熔體強度。中國專利CN143259A也公布了類似的方法。中國申請專利CN200710062451又進一步加入了有機改性層狀硅酸鹽制備了可發泡的聚丙烯改性物。D.Graebling在其專利US5569717中進一步引入秋蘭姆類化合物來控制接枝反應。中國申請專利CN200510117710也公開了類似的方法。秋蘭姆類的結構如下：

其中X為1或2，R₁、R₂、R₃和R₄為C原子數1-10的烷基或芳基。專利US5569717指出X＝2時，效果較好。但從以上結構可以看出，其分子中只有單一的自由基穩定官能團，所以需要加入一定量的自由基引發劑。

發明內容

本發明的目的是提供一種提高聚丙烯熔體強度的方法。

本發明采用在高溫下對聚丙烯叔碳自由基具有穩定作用，并且可以可逆釋放大分子自由基的自由基可逆穩定劑，來調控聚丙烯接枝反應，以提高聚丙烯的熔體強度。

本發明提供一種提高聚丙烯熔體強度的方法的步驟和條件如下：

將100重量份的聚丙烯與0.1-10重量份的共聚單體、0.001-5重量份的自由基可逆穩定劑和0.001-2重量份的自由基引發劑進行配比，將聚丙烯加入到170-210℃密煉機中，待聚丙烯熔融后，加入共聚單體和自由基可逆穩定劑，混勻后加入自由基引發劑，混合至扭矩不變時出料；或

按重量份數配比，將聚丙烯、共聚單體、自由基可逆穩定劑和引發劑預混合后加入到170-230℃的雙螺桿擠出機中，控制反應時間為30秒-10分鐘，熔融狀態下混合反應擠出；

所述的聚丙烯選自均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或兩者的混合物；