[發明專利]新型EVA動態硫化增韌改性聚丙烯材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110407054.6
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102492223A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 夏英;翁偉明
• 申請（專利權）人: 大連工業大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/08;C08L31/04;C08L51/06;C08K13/02;C08K5/1539;C08K3/22;C08J3/24
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 賈漢生

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種新型EVA動態硫化增韌改性聚丙烯材料及其制備方法。

背景技術

聚丙烯作為一種通用塑料，具有良好的物理和化學性能，且價格低廉，其產品品種多、產量大、應用范圍廣。迄今為止，在汽車配件行業使用的合成樹脂中，聚丙烯所占比例最大。但因其具有韌性差、尺寸收縮率大、不耐老化、與其他極性聚合物和無機填料的相容性差等缺點，限制了其作為結構材料和工程塑料的應用。為了提高聚丙烯的韌性，通常用聚丙烯與橡膠彈性體通過共混來實現，其中聚丙烯/三元乙丙橡膠、聚丙烯/乙丙橡膠等共混物已得到廣泛應用。但這種改性材料在韌性大幅度提高的同時，因為彈性體的添加量大，其拉伸強度也受到了不小的損失。

動態硫化技術是指在彈性體和塑料熔融共混時，加入彈性體硫化劑，使彈性體相一邊交聯一邊在機械力作用下剪碎的過程。當以塑料為主，與彈性體共混制造增韌塑料時，動態硫化可進一步提高增韌塑料的性能。用這種方法制備聚合物共混材料并不需要合成新聚合物，而只需將現有的聚合物進行共混。因此節約了開發新聚合物品種的巨額資金投入。但是對于聚丙烯/彈性體的動態硫化體系，硫黃和過氧化物是最為常見的硫化劑，采用這些硫化劑制得的產品有較大異味，且過氧化物的成本較高。

綜上所述，用彈性體動態硫化增韌聚丙烯能有效提高聚丙烯的力學性能。但前提是彈性體的用量要適當，硫化劑對聚丙烯自身結構的影響必須盡可能得少。

殷錦捷等人在塑料科技，35(1)，32～34，2007中報道了用乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚丙烯共混來增韌聚丙烯的方法。該法制得的乙烯-醋酸乙烯共聚物增韌聚丙烯在乙烯-醋酸乙烯共聚物含量為20％的時候，簡支梁缺口沖擊強度為6KJ/m²，該改性聚丙烯在較高乙烯-醋酸乙烯共聚物含量的時候缺口沖擊強度仍然較低，力學性能欠佳。

任星林等人在塑料工業，36(6)，110～115，2008中報道了一種用乙烯和辛烯的共聚物動態硫化增韌的聚丙烯。由于采用了動態硫化技術，彈性體乙烯和辛烯的共聚物顆粒以較小的粒徑分散于聚丙烯基體中。聚丙烯具有較高的沖擊性能。但是，該種方法增韌的聚丙烯由于用過氧化二異丙苯作為硫化劑，所以制品有較大的臭味和一定的毒性。此外，彈性體乙烯和辛烯的共聚物的價格相對較高，乙烯和辛烯的共聚物用量達40％的時候，聚丙烯的懸臂梁缺口沖擊強度才達到較高水平，這使制品缺乏經濟性。因此，需要尋找一種更為經濟實用的聚丙烯增韌方法。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，制備一種成本更低、綜合力學性能更好，產品氣味更小，具有高抗沖性能的新型乙烯-醋酸乙烯共聚物(簡稱EVA)動態硫化增韌改性聚丙烯材料，本發明具體通過如下技術方案實現：

本發明的一方面在于：新型EVA動態硫化增韌改性聚丙烯材料，由下述組分按質量份組成：

其中：選用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)為增韌劑的理論依據是：EVA具有良好的彈性、柔性、相容性和黏結性。用EVA彈性體作為增韌劑，能有效提高聚丙烯(PP)的沖擊性能、斷裂伸長率，有明顯的增韌作用，EVA加入聚丙烯共混體系，其成本低于其他彈性體或橡膠改性聚丙烯。

聚丙烯接枝馬來酸酐為增容劑的理論依據是：

EVA分子鏈中有乙?；?，可以在強堿(如NaOH)的作用下發生皂化反應形成羥基。

聚丙烯是非極性的聚合物，EVA以及經過皂化處理后的EVA(簡稱，皂化EVA)都具有一定的極性，所以聚丙烯同皂化EVA之間的相容性較差。皂化EVA分子鏈上存在羥基，聚丙烯接枝馬來酸酐能夠同EVA分子鏈上的羥基發生反應，生成酯基，形成聚丙烯-皂化EVA接枝共聚物。使聚丙烯和EVA的相容性得到改善。從而改善共混物的力學性能。

馬來酸酐為硫化劑的理論依據是：EVA經過皂化處理后其分子鏈上存在羥基，馬來酸酐能夠同皂化EVA分子鏈上的羥基發生反應，生成酯基。由于一個馬來酸酐分子可以同兩個羥基發生反應，所以馬來酸酐能夠將皂化EVA分子鏈連接起來，形成交聯結構。

對于上述新型EVA動態硫化增韌改性聚丙烯材料，在具體優選方案中：所述的氫氧化鈉的質量為所用乙烯-醋酸乙烯共聚物質量的5.5％。

對于上述新型EVA動態硫化增韌改性聚丙烯材料，在具體優選方案中：所述的聚丙烯接枝馬來酸酐的質量為所用乙烯-醋酸乙烯共聚物質量的40％。

對于上述新型EVA動態硫化增韌改性聚丙烯材料，在具體優選方案中：所述的馬來酸酐的質量為所用乙烯-醋酸乙烯共聚物質量的6.74％。