[發明專利]一種高熔體強度聚丙烯及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201910508027.4
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN112080100B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 李化毅;王麗;李倩;劉騰飛;胡友良
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08L51/06
• 分類號: C08L51/06;C08L71/02;C08K5/134;C08K5/053
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;謝怡婷

本發明提供一種高熔體強度聚丙烯及其制備方法和用途。本發明是以聚丙烯分子鏈中引入特殊的短支鏈馬來酸酐為活性基團，通過短支鏈上的酸酐基團與多元醇分子中醇羥基發生反應，接枝上多元醇形成三維網絡狀結構，從而制備得到高熔體強度的聚丙烯，且所述聚丙烯還具有優異的力學性能，如拉伸強度、彎曲強度等。本發明創新地將馬來酸酸酐接枝聚丙烯作為基體，利用分子鏈中的短支鏈馬來酸酐為活性基團，使其與多元醇分子中的醇羥基發生反應，通過改變線性聚丙烯結構制備得到熔體強度聚丙烯；本發明是在溫和條件下進行，反應溫度低、反應時間短，避免高溫引起的聚丙烯分子量的降解，進而影響產品的力學性能等。

技術領域

本發明涉及聚丙烯技術領域，具體涉及一種高熔體強度聚丙烯及其制備方法和用途。

背景技術

聚丙烯是目前使用最廣泛、增長最快的熱塑性樹脂之一，因其具有低密度、高熔點、耐熱耐腐蝕等性能，被廣泛應用于包裝、輕工、建筑、電子、電器和汽車等行業。一般工業生產的聚丙烯樹脂中，等規結構的聚丙烯含量約為95％。但是等規聚丙烯分子為線型結構，表現為分子量分布相對較窄，致使其熔體強度低和耐熔垂性能差，從而限制其發泡和熱成型領域方面的應用。在注射、擠出、壓延等熱成型生產過程中，會出現制品邊緣卷曲、收縮現象，造成尺寸不穩、厚薄不均等缺陷。因此，制備高熔體強度的聚丙烯顯得尤為必要。

為解決這個問題，須將聚丙烯的線性結構轉變為長支鏈結構，在提高熔體強度的同時可有效降低粘度的增長，使聚合物的加工性能仍然保持良好。目前制備高熔體強度聚丙烯的方法主要有四種：(1)直接聚合法是在丙烯聚合過程中加入二烯烴等交聯劑制備具有長鏈支化結構聚丙烯，由于該法必須在聚合階段實施，聚合條件苛刻，支化結構不可控；(2)輻射交聯法是在高能射線作用下，聚丙烯分子鏈上α甲基失去一個氫原子，形成高活性的叔碳自由基而進行降解和交聯反應，將聚丙烯的線性結構轉變為長支鏈結構，制備得到高熔體強度聚丙烯；此法的缺點是不適用與較厚材料的交聯，容易引起聚丙烯降解，且生產成本較高；(3)化學交聯法是將聚丙烯、引發劑、抗氧劑和多功能團單體共混而發生自由基反應，聚丙烯鏈間互相連接，形成支化結構，制備得到高熔體強度聚丙烯。該方法具有成本低、使用范圍廣等特點，被廣泛應用制備高熔體強度聚丙烯。但是存在是很難精確控制聚丙烯的支鏈結構，功能性單體殘余，容易產生有毒有害氣體或異味等問題；(4)共混改性法是目前簡單且有效的途徑。通過在聚丙烯中添加高熔體強度聚合物、橡膠彈性體或者填料來提高聚丙烯熔體強度。但是，聚丙烯中添加共混物，通常因聚丙烯與共混物相容性不好，導致聚丙烯力學性能下降。

發明內容

為了改善現有技術的不足，本發明提供一種聚丙烯組合物，所述聚丙烯組合物包括如下組分：

(a)馬來酸酐接枝聚丙烯；(b)多元醇；和(c)抗氧劑。

根據本發明，所述聚丙烯組合物包括如下質量份的各組分：

(a)馬來酸酐接枝聚丙烯100份；(b)多元醇1-50份；(c)抗氧劑0.01-5份。

示例性地，所述多元醇的質量份為1份、2份、3份、5份、10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份或50份。

示例性地，所述抗氧劑的質量份為0.01份、0.02份、0.05份、0.1份、0.2份、0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份。

優選地，所述聚丙烯組合物包括如下質量份的各組分：

(a)馬來酸酐接枝聚丙烯100份；(b)多元醇2-10份；(c)抗氧劑0.1-1.5份。

示例性地，所述多元醇的質量份為2份、3份、4份、5份或10份。

示例性地，所述抗氧劑的質量份為0.1份、0.2份、0.5份、0.8份、1份、1.2份或1.5份。

示例性地，所述聚丙烯組合物包括如下質量份的各組分：