[發(fā)明專利]一種高熔體強(qiáng)度聚丙烯及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010295657.0
• 申請(qǐng)日: 2020-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN111423541A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李波;梁勝軻;王武聰;金華;杜中杰;孫佩鑫;侯斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中化石化銷售有限公司
• 主分類號(hào): C08F255/02
• 分類號(hào): C08F255/02;C08F236/08;C08F236/20;C08F232/06;C08F232/08;C08F4/34
• 代理公司: 北京潤捷智誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11831
• 代理人: 孫巍

本發(fā)明公開了一種高熔體強(qiáng)度聚丙烯及其制備方法，涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的高熔體強(qiáng)度聚丙烯是通過石墨烯接枝過氧化物作為引發(fā)劑，在擠出加工中交聯(lián)長鏈支化實(shí)現(xiàn)；本發(fā)明的石墨烯接枝過氧化物是通過酰氯化石墨烯與叔丁基過氧化氫反應(yīng)接枝實(shí)現(xiàn)；本發(fā)明的酰氯化石墨烯是通過氧化石墨烯與二氯亞砜反應(yīng)，使氧化石墨烯表面的羧基酰氯化實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的所述高熔體強(qiáng)度聚丙烯可通過石墨烯的接枝改善過氧化物的分散，同時(shí)可通過石墨烯良好的導(dǎo)熱性控制過氧化物的分解速度，從而避免擠出加工過程中過氧化物局部濃度過高、局部分解劇烈等情況，有效避免凝膠的生成。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高熔體強(qiáng)度聚丙烯及其制備方法。

背景技術(shù)

聚丙烯是目前消費(fèi)量最大的通用樹脂之一，其性能優(yōu)異，價(jià)格低廉，具有密度低、無毒、加工性能好、力學(xué)性能好、電絕緣性好等優(yōu)點(diǎn)，在汽車內(nèi)外飾、家用電器、包裝及建筑材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但是由于聚丙烯熔體強(qiáng)度低，缺乏應(yīng)變硬化，限制了其在發(fā)泡、擠出成型、吹塑等領(lǐng)域的應(yīng)用。聚丙烯的熔體強(qiáng)度低主要是由于聚丙烯是半結(jié)晶材料，其軟化點(diǎn)與熔點(diǎn)很接近，軟化點(diǎn)和熔點(diǎn)之間的高熔體強(qiáng)度溫度窗口窄；而在溫度超過熔點(diǎn)后，聚丙烯的熔體強(qiáng)度隨溫度升高迅速降低。另外，由于通用聚丙烯線性直鏈結(jié)構(gòu)和較窄的分子量分布，聚丙烯熔體基本沒有應(yīng)變硬化現(xiàn)象。因此，通用聚丙烯在具有熔體強(qiáng)度要求的領(lǐng)域應(yīng)用受到了限制。

高熔體強(qiáng)度聚丙烯(high melt strength PP,HMSPP)就是針對(duì)以上不足而開發(fā)的一種新型聚丙烯材料，即一種熔體強(qiáng)度對(duì)溫度不太敏感的聚丙烯；由HMSPP制得的制品具有良好的熱穩(wěn)定性和高溫下尺寸穩(wěn)定性，較高的韌性和拉伸強(qiáng)度，優(yōu)異的微波適應(yīng)性，良好的環(huán)境效應(yīng)和易回收等特點(diǎn)。

改進(jìn)聚丙烯熔體強(qiáng)度和應(yīng)變硬化的方法包括增加分子量，加寬分子量分布，和引入長鏈支化；其中增加分子量對(duì)聚丙烯的加工性能影響較大，而加寬分子量分布對(duì)聚丙烯的力學(xué)影響有明顯影響，因此引入長鏈支化是比較理想，也是目前應(yīng)用最廣的改進(jìn)聚丙烯熔體強(qiáng)度和應(yīng)變硬化的方法。目前在聚丙烯中引入長鏈支化的方法有直接聚合法、輻射交聯(lián)法、化學(xué)交聯(lián)法等。直接聚合法是利用特殊催化劑，在聚合過程中通過鏈轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)長鏈支化，目前主要產(chǎn)品有北歐化工公司的WB260HMSPP和WF420HMS等。直接聚合法生產(chǎn)的高熔體強(qiáng)度聚丙烯具有低TVOC，低凝膠指數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，但是由于催化劑成本較高，導(dǎo)致該方法生產(chǎn)的高熔體強(qiáng)度聚丙烯價(jià)格較高，使用范圍受到限制。輻射交聯(lián)法是通過射線輻射產(chǎn)生自由基，在線性聚丙烯主鏈上引入長支鏈結(jié)構(gòu)，代表產(chǎn)品為Bassell公司PF814。因該方法設(shè)備投資較高，操作復(fù)雜，產(chǎn)品聚丙烯顏色灰暗等原因，PF814已經(jīng)停產(chǎn)?；瘜W(xué)交聯(lián)法是通過化學(xué)引發(fā)劑在擠出加工過程中實(shí)現(xiàn)線性聚丙烯的交聯(lián)，具有工藝簡單，成本可控，易于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

上述化學(xué)交聯(lián)法中使用的引發(fā)劑主要為有機(jī)過氧化物；在聚丙烯的加工過程中，聚丙烯的熔點(diǎn)較高，而過氧化物分解溫度較低，這種情況會(huì)導(dǎo)致過氧化物在聚丙烯中分散不均勻，局部濃度較高且分解劇烈，從而導(dǎo)致聚丙烯局部凝膠的出現(xiàn)。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)亟待解決化學(xué)交聯(lián)法中存在的上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種高熔體強(qiáng)度聚丙烯及其制備方法，主要目的是解決高熔體強(qiáng)度聚丙烯在制備過程中容易產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供了如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種高熔體強(qiáng)度聚丙烯，其是通過石墨烯接枝過氧化物引發(fā)聚丙烯交聯(lián)形成的長支鏈型高熔體強(qiáng)度聚丙烯。

作為優(yōu)選，所述高熔體強(qiáng)度聚丙烯的熔融指數(shù)為0.1-10g/10min，熔體強(qiáng)度為15-60cN。所述高熔體強(qiáng)度聚丙烯的熔融指數(shù)以及熔體強(qiáng)度根據(jù)反應(yīng)原料的配比等差異，會(huì)稍有不同。所述高熔體強(qiáng)度聚丙烯的熔融指數(shù)優(yōu)選為1～10g/10min，熔體強(qiáng)度為20-60cN，更優(yōu)選地，所述高熔體強(qiáng)度聚丙烯的熔融指數(shù)為2～10g/10min，例如可以為3～10g/10min，熔體強(qiáng)度為25-60cN。