[發(fā)明專(zhuān)利]一種高熔體強(qiáng)度聚丙烯材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811434020.4
• 申請(qǐng)日: 2018-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109553724A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉言;張恩賀;侯紅霞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東玉皇化工有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08F255/02
• 分類(lèi)號(hào): C08F255/02;C08F212/08;C08F222/20;C08F222/14
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 張貴賓

本發(fā)明涉及高分子材料改性技術(shù)領(lǐng)域，特別公開(kāi)了一種高熔體強(qiáng)度聚丙烯材料及其制備方法。該方法包括以下步驟：（1）將100份聚丙烯粉料、2?30份接枝單體、0.01?2份引發(fā)劑混合均勻；（2）在110?140℃下將上述均勻物料反應(yīng)1?2小時(shí)，降溫后加入0.5?1.5份抗氧劑經(jīng)擠出機(jī)造粒即得高熔體強(qiáng)度聚丙烯。本發(fā)明通過(guò)調(diào)整聚丙烯、接枝單體、引發(fā)劑的比例，所制備出的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，加工性能優(yōu)異，易于工業(yè)化大生產(chǎn)，可應(yīng)用于吹塑成型、真空熱成型、擠出涂覆、發(fā)泡等領(lǐng)域。

（一）技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料改性技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高熔體強(qiáng)度聚丙烯材料及其制備方法。

（二）背景技術(shù)

聚丙烯具有低密度、高熔點(diǎn)、來(lái)源廣、價(jià)格低以及機(jī)械性能優(yōu)越、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于包裝、輕工、建筑、電子、電器和汽車(chē)等行業(yè)，是目前增長(zhǎng)最快的樹(shù)脂之一。但常規(guī)聚丙烯為線(xiàn)性結(jié)構(gòu)的半結(jié)晶樹(shù)脂，分子量分布相對(duì)較窄，軟化點(diǎn)與熔點(diǎn)接近，熔程較短，在熱成型加工中表現(xiàn)為當(dāng)溫度高于熔點(diǎn)后，熔體黏度急劇下降，熔融態(tài)下拉伸時(shí)不能出現(xiàn)應(yīng)變硬化現(xiàn)象，從而導(dǎo)致聚合物的抗熔垂性能差，熱成型制品壁厚不均，擠出涂覆、壓延時(shí)邊緣卷曲、收縮，擠出發(fā)泡時(shí)泡孔塌陷等問(wèn)題。

為改善這一問(wèn)題，開(kāi)發(fā)高熔體強(qiáng)度聚丙烯顯得尤為必要。其中引入支鏈改性是最常用的方法之一，該法可操作性強(qiáng)，在提高熔體強(qiáng)度的同時(shí)可有效降低粘度的增長(zhǎng)，使聚合物的加工性能仍然保持良好。

射線(xiàn)輻照支化聚丙烯技術(shù)一般是在無(wú)活性氧的條件下，采用高能射線(xiàn)或粒子束對(duì)線(xiàn)性聚丙烯輻射2-30分鐘，然后加入穩(wěn)定劑等助劑擠出造粒得到支化聚丙烯，專(zhuān)利US7019044、US5605936A、US6306970B1等就屬于這類(lèi)技術(shù)。但這一技術(shù)的實(shí)施需要高昂的設(shè)備投入及嚴(yán)格的工藝條件控制，使其應(yīng)用受到限制。

在擠出接枝改性制備高熔體強(qiáng)度聚丙烯的研究中，通常采用有機(jī)過(guò)氧化物與含官能團(tuán)化合物（如馬來(lái)酸酐類(lèi)、丙烯酸酯類(lèi)、羧酸類(lèi)等）對(duì)聚丙烯進(jìn)行改性，目的是引入長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)，如中國(guó)專(zhuān)利200810050434.7、中國(guó)專(zhuān)利200810061200.2等。通過(guò)對(duì)引發(fā)劑的種類(lèi)及其用量、單體用量和工藝參數(shù)等條件的控制，得到了具有較高熔體強(qiáng)度的長(zhǎng)鏈支化 PP 。由于反應(yīng)擠出一般在175℃以上的高溫進(jìn)行，因而易引發(fā)聚丙烯的降解嚴(yán)重和凝膠化問(wèn)題，同時(shí)由于反應(yīng)時(shí)間短聚丙烯往往伴隨引發(fā)劑分解物及單體殘余問(wèn)題。

（三）發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種單體自聚少、接枝率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的高熔體強(qiáng)度聚丙烯材料及其制備方法。

本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種高熔體強(qiáng)度聚丙烯材料，其特征在于，由以下重量份數(shù)原料混合制成：聚丙烯粉料100份、接枝單體2-30份、引發(fā)劑0.01-2份、抗氧劑0.5-1.5份。

本發(fā)明通過(guò)調(diào)整聚丙烯、接枝單體、引發(fā)劑的比例，使自由基引發(fā)接枝發(fā)生在聚丙烯粉料的表面及內(nèi)部空隙中，反應(yīng)溫度低于擠出造粒溫度，有效避免了聚丙烯在高溫下的分解與交聯(lián)等副反應(yīng)，保證聚丙烯的重均分子量不存在明顯下降，同時(shí)規(guī)避了反應(yīng)時(shí)間短而造成的引發(fā)劑及單體殘留，該方法易于實(shí)施，便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

本發(fā)明的更優(yōu)技術(shù)方案為：

所述聚丙烯粉料為線(xiàn)性均聚聚丙烯、共聚聚丙烯的粉料或以任意比例組合的共混粉料，其熔融指數(shù)為3-50g/10min。

所述接枝單體為含有碳碳雙鍵的單官能團(tuán)單體與多官能團(tuán)單體中的一種或多種。其中，所述單官能團(tuán)單體包括α-甲基苯乙烯、苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基乙基苯等，多官能團(tuán)單體包括環(huán)戊二烯、二乙烯基苯、多官能團(tuán)的丙烯酸酯，如季戊四醇三丙烯酸酯、雙甲基丙烯酸四乙二醇酯或三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等。