[發明專利]聚丙烯組合物和聚丙烯材料及其應用

有效

• 申請號: 201710616899.3
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN109294072B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 邵靜波;張師軍;董穆;白弈青;初立秋;鄒浩;尹華;李杰;呂明福;徐耀輝;權慧;侴白舸
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08L23/14
• 分類號: C08L23/14;C08L23/08;C08L71/02;C08K13/02;C08K3/30;C08K5/101;C08K5/134;C08K5/526
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明屬于聚合物加工技術領域，具體提供了一種聚丙烯組合物和聚丙烯材料及其應用。以該聚丙烯組合物的總重量為基準，所述聚丙烯組合物包含：聚丙烯60～86重量％，硫酸鋇8～30重量％，相容劑3～10重量％，抗氧劑0.01～0.5重量％；其中，所述相容劑通過將POE、甲基丙烯酸縮水甘油酯和聚乙二醇熔融共混反應制得，相對于100重量份的POE，甲基丙烯酸縮水甘油酯的用量為1～5重量份，聚乙二醇的用量為3～20重量份。本發明的聚丙烯材料克服了聚丙烯韌性差、成型收縮率大等缺點，適用于選擇性激光燒結3D打印，且材料的制備能耗低。

技術領域

本發明屬于聚合物加工技術領域，具體涉及一種聚丙烯組合物，由該聚丙烯組合物制得的聚丙烯材料，以及該聚丙烯材料的應用。

背景技術

選擇性激光燒結(Selective Laser Sintering，SLS)技術是一種快速成型技術，是目前塑料材料制造技術中應用最廣泛且最具市場前景的技術，其作為3D打印技術中的關鍵一環，近年來呈現出快速發展的趨勢。SLS技術是由計算機首先對三維實體進行掃描，然后通過高強度激光照射預先在工作臺或零部件上鋪上的材料粉末選擇性地一層接著一層地熔融燒結，進而實現逐層成型的技術。SLS技術具有高度的設計柔性，能夠制造出精確的模型和原型，可以成型具有可靠結構的能夠直接使用的零部件，并且生產周期短，工藝簡單，因此特別適合于新產品的開發。

適用于SLS技術的成型材料種類較為廣泛，包括高分子、石蠟、金屬、陶瓷以及它們的復合材料。然而，成型材料的性能、性狀又是SLS技術燒結成功的一個重要因素，其還直接影響成型件的成型速度、精度，以及物理、化學性能及綜合性能。盡管適用的成型材料種類繁多，但是目前能夠直接應用于SLS技術并成功制造出尺寸誤差小、表面規整、孔隙率低的模塑品的聚合物粉末原料卻鮮少。現有技術中，應用于SLS技術的非金屬材料制備方法主要有：采用擠出共混制備塑料的料條原料和粉碎法制備粉末原料。但是，采用深冷粉碎法制備粉末原料不但需要特定的設備，且制得的粉末原料顆粒表面較粗糙、粒徑不夠均勻、形狀不規則，不利于燒結成型體的形成，并影響成型體的性能。

目前市場上SLS技術中使用較多的是聚合物材料，但在使用過程中由于材料的收縮、材料材質不均帶來很多加工問題，因此生產優質聚合物材料亟待開發。市場上最常見的選擇性激光燒結3D打印材料有ABS和PLA兩種。ABS力學性能好，尤其是韌性高，也廣泛應用于工業級3D打印，但是在打印時會有難聞的氣體產生，不適合辦公室等環境，并且不透明；PLA在打印熔融時無難聞的氣味，可降解，但是耐熱性差、力學性能差，尤其是易發生脆性斷裂，極大的限制了打印物件的使用。

另外，聚丙烯(PP)具有密度小、強度高、耐熱、絕緣性好、價格低廉以及優良的化學穩定性等優點，故成為目前研究和應用都十分廣泛的通用塑料之一，在家電、汽車、塑料管材等領域飽受青睞，在SLS技術上也具有應用潛力，但其存在抗沖擊性能差、韌性差、成型收縮率大等缺點，在進行3D打印時產品容易收縮產生變形翹曲、產品偏脆等缺陷，使其在3D打印上受到了限制。

在塑料材料發展的幾十年中，低成本、高性能成為塑料材料發展主要方向，填充復合材料的比重越來越大。在SLS快速成型聚丙烯材料要求越來越高，解決材料的易老化、收縮率大等問題是研究的主要方向。常用的無機填料有碳酸鈣、云母、硅灰石等，加入填料能有效改進材料的收縮率并提高材料的使用時間，但也導致材料的韌性明顯降低，而且兩相材料的相分離存在將給制件的性能帶來嚴重缺陷，因此，如何制備出合格的選擇性激光燒結3D打印填充聚丙烯材料是材料研究的重點。

目前，亟需開發一種高強度、高韌性、低收縮的可用于選擇性激光燒結3D打印的填充聚丙烯復合材料，以克服3D打印材料的局限性。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種聚丙烯組合物，由該聚丙烯組合物制得的聚丙烯材料，以及該聚丙烯材料的應用。