[發明專利]一種高增韌聚丙烯樹脂組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201310426519.1
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN104448534B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 牛承祥;朱博;任靜;趙燕;談敦禮;任春曉;陳紅;楊麗萍;薛旭輝;曹鳳霞;魏壽祥;郭珺
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/14;C08L23/16;C08K13/02;C08K5/14;C08K5/098;C08K5/103;C08K3/06;B29B9/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 吳貴明,張永明

技術領域

本發明涉及聚丙烯樹脂組合物及其制備方法，具體涉及聚烯烴熱塑性彈性體(TPV) 增韌改性聚丙烯樹脂組合物，其通過動態硫化制備上述樹脂組合物的方法。

背景技術

聚丙烯（PP）是當前通用合成樹脂中發展最快的品種，PP 代替工程塑料用于制造汽車、家電、家具部件是PP 材料重要的發展方向之一。但由于PP 是半結晶型聚合物，結構上的特點導致樹脂的缺口沖擊強度低，低溫易脆斷，收縮率大，抗蠕變性差，大大限制了樹脂的進一步應用。由此，PP 的高性能化改性研究得到人們的普遍重視并開展了大量研究。PP 增韌改性通常采用橡膠、熱塑性彈性體與PP 共混實現，作為增韌改性的橡膠品種包括三元乙丙橡膠（EPDM）、二元乙丙橡膠（EPR）、順丁橡膠（BR）、丁苯橡膠（SBS）（如：US4983647、ZL200410011367.X、ZL200310103222.8、US6150442、ZL200510002252.9、ZL01110737.5），等等。雖然用這些彈性體增韌聚丙烯雖然在工業應用上已取得了很大成功，但仍存在著一些問題，如材料的強度、剛性、尺寸穩定性和加工性能都有較大幅度的降低。

1962 年，美國A.M.Gessler 首先提出用動態硫化法制備橡塑共混物（US3037954)

以來，動態硫化技術被廣泛地用于橡膠或彈性體增韌PP 的體系中，可顯著地提高PP 的韌性，同時又能改進PP 共混物體系的強度、剛性等性能（如：US4130535、US4594390、US3758643、ZL99807124.2、WO92/02582、ZL200510025249 等）。陳慶華等采用動態硫化法制備的PP/EPDM 型TPV 對PP 進行增韌改性，試驗結果表明，添加TPV 可以顯著提高PP 的抗沖強度，但共混物的剛性有所下降（2002 年中國塑料與非金屬礦工業發展合作大會論文集）。王維康等人采用β 成核的動態硫化iPP/EPDM 共混物即熱塑性硫化膠(TPV) 改性聚丙烯,并與通用增韌劑聚烯烴彈性體(POE)、三元乙丙橡膠(EPDM) 增韌聚丙烯進行比較，考察了增韌體系的力學性能、熱性能和相形態；結果表明，隨增韌劑含量的增加，增韌體系的拉伸屈服強度和彎曲模量均有所下降，而沖擊強度提高（高分子材料科學與工程，2011 年27 卷2期）；TPV 改性體系的強度、模量和維卡耐熱溫度較高，而沖擊強度與EPDM 改性體系相近，表現出了良好的綜合性能，但與改性前相比，TPV 改性后的PP 制品的剛性和強度會出現明顯的降低。

CN200610152929.1 公開了一種利用兩種不同半衰期的過氧化物硫化體系制備熱塑性硫化膠（TPV）的方法，用該方法制備的TPV 可以明顯改善傳統TPV 的拉伸強度、斷裂伸長率以及永久變形等力學性能，但采用該方法得到的制品仍舊是一種熱塑性硫化橡膠，該方法并沒有給出TPV 增韌PP 保持良好剛性的解決方案。

發明內容

本發明目的是提供一種高增韌聚丙烯樹脂組合物，該樹脂組合物具有優異的韌性和力學強度。本發明進一步提出通過動態硫化制備上述組合物的方法。

根據以往的研究表明，聚丙烯增韌改性中，由于聚烯烴熱塑性彈性體（TPV）的加入會導致樹脂的剛性和強度有所下降。采用動態硫化工藝，適度交聯TPV 可以明顯提高TPV在基體樹脂PP 中的顆粒形態的穩定性，由于增加了長支鏈的數量，加強了TPV 與PP 相態的聯接程度，再經強剪切作用將交聯橡膠均勻分散于塑料相中，同時也會提高橡膠相TPV 的剛性，最終獲得高韌性、高剛性的樹脂組合物。

就此，本發明提出一種高增韌聚丙烯樹脂組合物，以各個組分的質量計，組合物包括：

（1）聚丙烯100%，

（2）復配交聯劑體系0.5% ～ 3.0%，

（3）EPDM/PP 型TPV10% ～ 30%，優選15% ～ 20%，

該組合物通過動態硫化加工而成；其中，復配交聯劑體系中包括：復合有機過氧化物0.4% ～ 1.6%，丙烯酸酯類助交聯劑0.1% ～ 1.4% ；復合有機過氧化物由兩種具有不同半衰期特性的有機過氧化物a、b 組成，有機過氧化物a 的半衰期為：180℃ /1min ＜ Ta＜ 230℃ /1min，有機過氧化物b 的半衰期為：Tb ＞ 250℃ /1min，有機過氧化物a 與有機過氧化物b 的質量比為1 ∶ 5 ～ 10。