[發(fā)明專利]一種高熔體強(qiáng)度的聚丙烯材料及其制備方法與應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110416417.2
• 申請(qǐng)日: 2011-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102558449A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于海鷗;楊霄云;王愛(ài)東;陶四平;肖鵬;夏建盟;寧凱軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金發(fā)科技股份有限公司;上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司;綿陽(yáng)東方特種工程塑料有限公司
• 主分類號(hào): C08F255/02
• 分類號(hào): C08F255/02;C08K3/22;C08K5/098;C08K5/39;B29B9/06;C08L51/06
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 黃磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于改性聚丙烯技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種由線性聚丙烯以反應(yīng)擠出法制備得到的具有長(zhǎng)鏈支化結(jié)構(gòu)的高熔體強(qiáng)度聚丙烯材料，及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

泡沫塑料具有質(zhì)輕、隔熱、緩沖、絕緣、防腐、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此在日用品、包裝、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、軍事工業(yè)、航天工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

與聚苯乙烯泡沫塑料和聚乙烯泡沫塑料相比，聚丙烯泡沫有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：如優(yōu)良的耐熱性，良好的低溫特性，尺寸形狀恢復(fù)穩(wěn)定性，顯著的隔熱性等。然而，聚丙烯的發(fā)泡非常困難。其主要原因是聚丙烯是一種結(jié)晶聚合物，具有長(zhǎng)鏈線性大分子結(jié)構(gòu)，分子量分布相對(duì)較窄，導(dǎo)致軟化點(diǎn)與熔點(diǎn)接近，熔程較短。這樣聚丙烯在升溫達(dá)到結(jié)晶熔融溫度后，聚合物的熔體粘度和強(qiáng)度會(huì)迅速下降。較低的熔體粘度和熔體強(qiáng)度不足以使發(fā)泡劑產(chǎn)生的氣體保持住。使發(fā)泡的氣體易于逃逸、聚集、氣泡壁承受不住氣泡壓力而坍塌破裂，從而導(dǎo)致發(fā)泡難以控制。因此要生產(chǎn)發(fā)泡聚丙烯，首先要制備高熔體強(qiáng)度聚丙烯。

制備高熔體強(qiáng)度可以通過(guò)兩種途徑：提高分子量、加寬分子量分布和引入長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)。目前，主要采用的方法有射線輻照、反應(yīng)擠出和原位聚合。

Himont公司(US5605936A，US5047485A)和Basell公司(US6306970B1)分別公開(kāi)了采用低溫真空或氮?dú)庵休椛渚郾┊a(chǎn)生自由基，然后升溫接枝，成功得到高熔體強(qiáng)度聚丙烯。以這種方法得到的高熔體強(qiáng)度聚丙烯不含有凝膠，熔體彈性高并有明顯的應(yīng)變硬化效應(yīng)，并已獲得商業(yè)應(yīng)用。但是輻射接枝方法主要的缺點(diǎn)是產(chǎn)生高能射線所需的設(shè)備投資大，限制了它的廣泛應(yīng)用。

原位聚合的方法是利用茂金屬催化劑在丙烯共聚合反應(yīng)中產(chǎn)生長(zhǎng)鏈支化結(jié)構(gòu)。在丙烯聚合體系中加入特殊制備的端基帶有乙烯基雙鍵(-CH＝CH₂)的聚丙烯大分子單體，使之與丙烯單體共聚，得到長(zhǎng)鏈支化聚丙烯(US6225432，2001；Macromolecules?2002，35，3838-3843；Macromol.Rapid?Commun.2001，22，1488-1492)。但是由于位阻的原因，具有較低分子量的大分子單體更易于插入到聚丙烯分子鏈中，形成支化結(jié)構(gòu)。而具有較高分子量的大分子單體不易插入，從而造成支化鏈長(zhǎng)度達(dá)不到形成鏈纏結(jié)的臨界分子量，不能有效提高熔體強(qiáng)度。

反應(yīng)擠出方法設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單，是最適宜工業(yè)化生產(chǎn)的方法。但是控制聚丙烯熔融接枝反應(yīng)中的降解是該方法面臨的最大問(wèn)題。Graebling(Macromolecules，2002，35，4602-4610)采用秋蘭姆類單體抑制由過(guò)氧化物引發(fā)而產(chǎn)生的聚丙烯降解，制備高熔體強(qiáng)度聚丙烯。這類物質(zhì)可以和聚丙烯主鏈上的自由基可逆的結(jié)合，從而起到穩(wěn)定自由基的作用。但是這樣會(huì)使反應(yīng)體系中可接枝聚丙烯自由基數(shù)目減少，而反應(yīng)擠出過(guò)程的反應(yīng)時(shí)間有限，自由基數(shù)目的減少會(huì)直接影響單體的接枝效率。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種高熔體強(qiáng)度的聚丙烯材料，該聚丙烯材料具有較高的熔體強(qiáng)度，同時(shí)還具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能和可發(fā)泡性能。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述高熔體強(qiáng)度的聚丙烯材料的制備方法。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述高熔體強(qiáng)度的聚丙烯材料的用途。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種高熔體強(qiáng)度的聚丙烯材料，是由以下重量份數(shù)的成分制備得到：

聚丙烯：??????65-99.79份

引發(fā)劑：??????0.01-10份

多官能團(tuán)單體：0.1-10份

自由基穩(wěn)定劑：0.1-5份

惰性加工助劑：0-10份；

優(yōu)選地，本發(fā)明的高熔體強(qiáng)度的聚丙烯材料由以下重量份數(shù)的成分制備得到：

聚丙烯：??????86.7-99.79份

引發(fā)劑：??????0.01-0.3份

多官能團(tuán)單體：0.1-2.5份

自由基穩(wěn)定劑：0.1-0.5份

惰性加工助劑：0-10份。

所述的聚丙烯為共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯，其熔融指數(shù)范圍為0.1-50g/10min(ASTM?D1238，230℃，2.16kg)，熔融指數(shù)優(yōu)選3.2g/10min；