[發明專利]一種高抗沖擊強度聚丙烯材料的制備方法

在審

• 申請號: 202110664446.4
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113370443A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 王志剛;丁雙雙;王學會
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: B29C43/02
• 分類號: B29C43/02;B29C43/52;B29C55/00;B29K23/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發明公開了一種高抗沖擊強度聚丙烯材料的制備方法，將聚丙烯型坯在控制溫度的環境中進行拉伸處理，拉伸至屈服后出現細頸，即可得到高抗沖擊強度聚丙烯材料。本發明在拉伸過程中，分子鏈沿拉伸方向取向排列，體系內部形成了高度取向的纖維和微納米級空穴，使其不需要添加任何助劑就能大幅度地增韌聚丙烯材料。該方法易于操作，容易實現，因此具有很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，尤其涉及一種高抗沖擊強度聚丙烯材料的制備方法。

背景技術

通用高分子材料的高性能化研究已經成為高分子材料開發的主要研究方向，并不斷拓寬通用高分子材料的應用領域。聚烯烴樹脂己經成為我國生產量最大，發展速度最快的通用高分子材料產品。特別是聚丙烯，自1957年意大利Montecatini公司率先實現工業化以來，聚丙烯產量得到了迅猛的發展，己成為五大通用合成樹脂中增長速度最快、新品種開發最為活躍的產品之一。聚丙烯具有較好的綜合性能，如原料易得、價格便宜、無毒無味；加工性良好、強度高、相對密度小；耐熱性、耐磨性、耐溶劑性及電絕緣性均比較優異。不但在汽車、建材、家電等領域得到了較為廣泛的應用，甚至在醫療衛生、生物等領域的應用范圍也在不斷擴大。但是聚丙烯制品也存在著脆性大(尤其是低溫下)、缺口抗沖擊強度低這一個缺陷，這就限制了聚丙烯制品的更為廣泛的應用。因此，如何獲得具有高韌性的聚丙烯材料一直是開發高性能聚丙烯的主要方向之一。

目前來看，國內外對聚丙烯的增韌改性主要有兩類方法：

第一類是通過化學增韌改性，等規聚丙烯鏈上引入一些具有高彈性的鏈段，主要包括共聚改性、接枝改性以及利用茂金屬催化劑調控分子鏈結構等。其中共聚改性是提高聚丙烯韌性尤其是低溫韌性最有效的手段之一。在TiCl₄/MgCl₂催化劑存在下，將乙烯和丙烯單體在反應釜連續聚合得到的高抗沖聚丙烯，可在獲得高韌性的同時仍保持較好的剛性。有文獻報道了橡膠相EPR含量為23.6％和20.6％的兩種高抗沖聚丙烯的力學性能，其室溫下缺口抗沖擊強度分別為205KJ/m²和159KJ/m²，拉伸屈服強度和斷裂伸長率各自分別為21.8MPa和538％以及21.6MPa和503％(Characterization of the microstructure ofimpact polypropylene alloys by preparative temperature rising elutionfractionation.European Polymer Journal 47,1646-1653(2011))，但是較高的EPR含量會給連續化生產工藝提出較高的要求；此外，EPR含量上升在提高高抗沖聚丙烯抗沖擊性能的同時，往往導致其剛性和強度的顯著下降。

第二類是高分子物理法改性，通過共混、填充、增強等方法在聚丙烯中加入彈性體或橡膠、塑料、無機剛性粒子或成核劑等材料，來有效地提高聚丙烯的抗沖擊性能。