CN104558853A - 一种透明高抗冲组合物及其制备方法和透明高抗冲材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种透明高抗冲组合物、一种透明高抗冲组合物的制备方法、由该方法制备得到的透明高抗冲组合物以及一种透明高抗冲材料。所述透明高抗冲组合物含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物、乙烯与丙烯的弹性共聚物以及成核剂,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物以及乙烯与丙烯的弹性共聚物的混合物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率与所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率的比值为1-1.5,且所述乙烯与丙烯的弹性共聚物的颗粒直径小于1微米。本发明提供的透明高抗冲材料能够兼具高透明度和优异抗冲击性能,极具工业应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种透明高抗冲组合物、一种透明高抗冲组合物的制备方法、由该方法制备得到的透明高抗冲组合物以及一种透明高抗冲材料。
背景技术
通常透明度较好的聚丙烯材料为丙烯均聚物、丙烯与乙烯的无规共聚物或者丙烯与1-丁烯的无规共聚物,特别是丙烯与乙烯的无规共聚物和丙烯与1-丁烯的无规共聚物,目前这些聚合物被广泛应用于食品包装容器等领域。然而,这些丙烯均聚物或无规共聚物的抗冲击性能差,难以在低温条件下使用,例如冷藏或冷冻。然而,为了满足实际使用的需要,通常不仅要求聚丙烯具有较高的透明度,而且要求其具有较优异的抗冲击性能和弯曲模量,对此,科研工作者进行了系列研究。
例如,US20100234507A1公开了一种高透明高冲击无规嵌段聚丙烯,该无规嵌段聚丙烯包括:88-92wt%的丙烯/乙烯共聚物A,其中,乙烯结构单元的含量为2-4wt%,丙烯结构单元的含量为96-98wt%;8-12wt%的丙烯/乙烯共聚物B,其中,乙烯结构单元的含量为12-17wt%,丙烯结构单元的含量为83-88wt%。该聚合物的雾度范围是5-10%,23℃下测得的简支梁缺口冲击强度为10-50kJ/m2,透明度较低。
CN1861674A公开了一种优异抗冲击性、透明度和弯曲模量的聚丙烯组合物,该聚丙烯组合物含有:(a)80-95重量%的高结晶无规共聚物,该高结晶无规共聚物选自含有1-5重量%乙烯的乙烯与丙烯的无规共聚物和含有2-12重量%1-丁烯的丙烯与1-丁烯的无规共聚物;(b)5-20重量%的乙烯与丙烯的弹性共聚物,该乙烯与丙烯的弹性共聚物含有30-50重量%的乙烯,其中,组分(a)和组分(b)的熔融指数的比值为1.5-35。然而,该聚丙烯组合物的透明性较低。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的聚丙烯组合物不能兼具高透明度和优异的抗冲击性能的缺陷,而提供一种兼具有高透明度和优异的抗冲击性能的透明高抗冲组合物、一种透明高抗冲组合物的制备方法、由该方法制备得到的透明高抗冲组合物以及一种透明高抗冲材料。
本发明提供了一种透明高抗冲组合物,其中,所述透明高抗冲组合物含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物、乙烯与丙烯的弹性共聚物以及成核剂,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物以及乙烯与丙烯的弹性共聚物的混合物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率与所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率的比值为1-1.5,且所述乙烯与丙烯的弹性共聚物的颗粒直径小于1微米。
本发明还提供了一种透明高抗冲组合物的制备方法,该方法包括在齐格勒-纳塔催化剂的存在下,将丙烯和1-丁烯进行聚合反应,并将得到的含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的反应产物与乙烯和丙烯接触反应,然后再将得到的接触反应产物与成核剂混合,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物、乙烯与丙烯的弹性共聚物以及成核剂的透明高抗冲组合物,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物以及乙烯与丙烯的弹性共聚物的混合物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率与所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率的比值为1-1.5,且所述乙烯与丙烯的弹性共聚物的颗粒直径小于1微米。
本发明还提供了由上述方法制备得到的透明高抗冲组合物。
此外,本发明还提供了一种透明高抗冲材料,其中,所述透明高抗冲材料是由上述透明高抗冲组合物加热熔融并挤出造粒形成的。
本发明的发明人通过深入研究后发现,本发明提供的透明高抗冲材料能够兼具高透明度和优异的抗冲击性能。推测其原因,可能是由于:一方面,所述透明高抗冲材料中含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物,其中,丙烯结构单元与1-丁烯结构单元具有非常好的相容性,因此,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物具有非常高的透明度,将其用作所述透明高抗冲材料的其中一种组分能够改善所述透明高抗冲材料的透明性;另一方面,通过控制丙烯与1-丁烯的无规共聚物以及乙烯与丙烯的弹性共聚物的混合物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率与所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率的比值为1-1.5,并通过控制所述乙烯与丙烯的弹性共聚物的颗粒直径小于1微米,不仅能够显著提高所述透明高抗冲材料的抗冲击性能,而且还能够最大程度地减少光的漫反射,并进一步提高所述透明高抗冲材料的透明度。
此外,本发明的发明人还发现,在所述透明高抗冲组合物中,当所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物以及乙烯与丙烯的弹性共聚物的混合物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率与所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率的比值小于1时,会使由该透明高抗冲组合物制备得到的透明高抗冲材料不能具有很好的透明性;而当所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物以及乙烯与丙烯的弹性共聚物的混合物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率与所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率的比值大于1.5时,会使由该透明高抗冲组合物制备得到的透明高抗冲材料不能具有很好的冲击强度。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
本发明提供的透明高抗冲组合物含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物、乙烯与丙烯的弹性共聚物以及成核剂,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物以及乙烯与丙烯的弹性共聚物的混合物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率与所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率的比值为1-1.5,且所述乙烯与丙烯的弹性共聚物的颗粒直径小于1微米。
在本发明中,所述熔体质量流动速率按照GB/T3682-2000中规定的方法测定。其中,测试条件包括:温度为230℃,载荷为2.16kg。
本发明对所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物、乙烯与丙烯的弹性共聚物以及成核剂的含量没有特别地限定,例如,以所述透明高抗冲组合物的总重量为基准,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物的含量可以为80-95重量%。进一步地,为了使由所述透明高抗冲组合物制备的透明高抗冲材料具有更高的透明度和更优异的抗冲击性能,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的重量比优选为4-15:1,更优选为4-13:1。进一步,以所述透明高抗冲组合物的总重量为基准,所述成核剂的含量优选为500-2500ppm,更优选为1000-2500ppm。
在本发明提供的透明高抗冲组合物中,应该将所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物以及乙烯与丙烯的弹性共聚物的混合物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率与所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率的比值控制在1-1.5,而所述透明高抗冲组合物以及丙烯与1-丁烯的无规共聚物的熔体质量流动速率的具体值可以根据实际情况进行合理地选择,例如,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率可以为20-70g/10min,优选为20-40g/10min。
本发明对所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物中的丙烯结构单元和1-丁烯结构单元的含量没有特别地限定,优选地,以所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物的总重量为基准,丙烯结构单元的含量为90-97重量%,1-丁烯结构单元的含量为3-10重量%,这样能够得到更好地平衡由所述透明高抗冲组合物制备得到的透明高抗冲材料的透明度和抗冲击性能。
根据本发明,为了使得到的所述透明高抗冲组合物具有更高的透明度,所述乙烯与丙烯的弹性共聚物的颗粒直径优选为0.1-1微米,更优选为0.5-1微米。
本发明对所述乙烯与丙烯的弹性共聚物中的乙烯结构单元和丙烯结构单元的含量也没有限定,优选地,以所述乙烯与丙烯的弹性共聚物的总重量为基准,乙烯结构单元的含量为35-50重量%,丙烯结构单元的含量为50-65重量%,这样能够使由所述透明高抗冲组合物制备得到的透明高抗冲材料具有更高的透明度。
根据本发明,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物可以通过商购获得,也可以通过本领域技术人员公知的各种方法制备得到。在具体制备过程中,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的熔体质量流动速率可以通过氢气的加入量得以控制,并且其中各结构单元的含量可以通过单体的用量得以控制,对此本领域技术人员均能够知悉,在此不作赘述。
根据本发明,所述成核剂的种类可以为本领域的常规选择,例如,可以为山梨醇类成核剂和/或芳基磷酸盐类成核剂。
所述山梨醇类成核剂的具体实例包括但不限于:1,3:2,4-二(对甲基苯亚甲基)山梨醇(简称MDBS)、1,3:2,4-双(3,4-二甲基苯亚甲基)山梨醇(简称3988)和1,3:2,4-二(对乙基苯亚甲基)山梨醇(简称EDBS)中的一种或多种。
所述芳基磷酸盐类成核剂的具体实例可以包括但不限于:2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠盐(简称ADK NA-11)、2,2’-乙叉基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠、2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸锂、2,2’-乙叉基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸锂、羟基-双[2,2’-乙叉基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸铝]、三双[2,2’-乙叉基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸铝]、羟基-双[2,4,8,10-四(1,1’-二甲基乙基)-6-羟基-12H-二苯并[d,g]二氧磷杂八环-6-氧]合铝。所述芳基磷酸盐类成核剂优选为2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠、羟基-双[2,2’-乙叉基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸铝]和羟基-双[2,4,8,10-四(1,1’-二甲基乙基)-6-羟基-12H-二苯并[d,g]二氧磷杂八环-6-氧]合铝(简称ADK NA-21)中的一种或多种。
根据本发明,所述透明高抗冲组合物还可以根据实际情况选择性地含有抗氧剂和/或酸中和剂。所述抗氧剂和酸中和剂的含量可以为本领域的常规选择,例如,以所述透明高抗冲组合物的总重量为基准,所述抗氧剂的含量可以为0.01-5重量%,优选为0.1-1重量%;所述酸中和剂的含量可以为0.01-5重量%,优选为0.01-0.1重量%。
根据本发明,所述抗氧剂可以为现有的各种能够防止或延缓所述透明高抗冲组合物老化的物质,例如,可以为酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。
本发明对所述酚类抗氧剂的种类没有特别地限定,例如,所述酚类抗氧剂可以选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称:抗氧剂1010)、1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称:抗氧剂330)、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸(简称:抗氧剂3114)和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(简称:抗氧剂1076)中的一种或多种,特别优选为[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯。
根据本发明,本发明对所述亚磷酸酯类抗氧剂的种类没有特别地限定,例如,所述亚磷酸酯类抗氧剂例如可以选自三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(简称:抗氧剂168)、双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯(简称:抗氧剂626)和双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(简称:抗氧剂PEP-36)中的一种或多种,特别优选为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
本发明对所述酸中和剂的种类也没有特别地限定,例如,可以选自硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅酸盐和金属氧化物中的一种或多种。
本发明提供的透明高抗冲组合物的制备方法包括在齐格勒-纳塔催化剂的存在下,将丙烯和1-丁烯进行聚合反应,并将得到的含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的反应产物与乙烯和丙烯接触反应,然后再将得到的接触反应产物与成核剂混合,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物、乙烯与丙烯的弹性共聚物以及成核剂的透明高抗冲组合物,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物以及乙烯与丙烯的弹性共聚物的混合物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率与所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率的比值为1-1.5,且所述乙烯与丙烯的弹性共聚物的颗粒直径小于1微米。
在上述制备方法中,先将丙烯和1-丁烯在齐格勒-纳塔催化剂的存在下进行反应,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的反应产物,然后再继续引入乙烯和丙烯,使得后续引入的乙烯和丙烯与所述含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的反应产物中剩余的齐格勒-纳塔催化剂进行反应,得到的乙烯与丙烯的弹性共聚物分散在丙烯与1-丁烯的无规共聚物中。
根据本发明,所述齐格勒-纳塔催化剂的用量可以根据单体的总用量进行选择,例如,以所述丙烯、1-丁烯和乙烯的总重量为基准,所述齐格勒-纳塔催化剂的用量可以为0.02-0.05重量%,优选为0.03-0.04重量%。此外,所述齐格勒-纳塔催化剂的种类可以为本领域的常规选择,只要能够引发丙烯与1-丁烯共聚以及乙烯与丙烯共聚即可,对此本领域技术人员均能知悉,在此不作赘述。
本发明对所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物、乙烯与丙烯的弹性共聚物以及成核剂的含量没有特别地限定,例如,以所述透明高抗冲组合物的总重量为基准,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物的含量可以为80-95重量%。进一步地,为了使由所述透明高抗冲组合物制备的透明高抗冲材料具有更高的透明度和更优异的抗冲击性能,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的重量比优选为4-15:1,更优选为4-13:1。进一步,以所述透明高抗冲组合物的总重量为基准,所述成核剂的含量优选为50-5000ppm,更优选为1000-2500ppm。
在本发明提供的透明高抗冲组合物中,应该将所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物以及乙烯与丙烯的弹性共聚物的混合物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率与所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率的比值控制在1-1.5,而所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物以及乙烯与丙烯的弹性共聚物的熔体质量流动速率的具体值可以根据实际情况进行合理地选择,例如,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率可以为20-70g/10min。
根据本发明,通常情况下,在烯烃聚合反应过程中,通常需要往聚合体系中通入氢气,以将聚合物的熔体质量流动速率控制在所需的范围内。因此,相应地,所述聚合反应和接触反应在氢气的存在下进行,氢气的用量只要能够使得到的丙烯与1-丁烯的无规共聚物以及乙烯与丙烯的弹性共聚物的混合物以及丙烯与1-丁烯的无规共聚物的熔融指数控制在上述范围内即可,对此本领域技术人员均能知悉,在此将不作赘述。
本发明对所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物中的丙烯结构单元和1-丁烯结构单元的含量没有特别地限定,优选地,以所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物的总重量为基准,丙烯结构单元的含量为90-97重量%,1-丁烯结构单元的含量为3-10重量%,这样能够得到更好地平衡由所述透明高抗冲组合物制备得到的透明高抗冲材料的透明度和抗冲击性能。
根据本发明,为了使得到的所述透明高抗冲组合物具有更高的透明度,所述乙烯与丙烯的弹性共聚物的颗粒直径优选为0.1-1微米,更优选为0.5-1微米。
本发明对所述乙烯与丙烯的弹性共聚物中的乙烯结构单元和丙烯结构单元的含量也没有限定,优选地,以所述乙烯与丙烯的弹性共聚物的总重量为基准,乙烯结构单元的含量为35-50重量%,丙烯结构单元的含量为50-65重量%,这样能够使由所述透明高抗冲组合物制备得到的透明高抗冲材料具有更高的透明度。
本发明对所述聚合反应的条件以及接触反应的条件均没有特别地限定,例如,所述聚合反应的条件包括:聚合温度可以为20-150℃,优选为60-90℃;聚合压力可以为0.1-10atm,优选为1-3atm;聚合时间可以为0.5-10小时,优选为1-5小时。所述接触反应的条件包括:接触温度可以为20-150℃,优选为60-90℃;接触压力可以为0.1-10atm,优选为1-3atm;接触时间可以为0.5-10小时,优选为1-5小时。
在本发明中,所述压力均指表压。
本发明提供的透明高抗冲组合物的制备方法还可以根据实际情况包括将抗氧剂和/或酸中和剂与成核剂一起和所述接触反应产物混合,得到透明高抗冲组合物。所述抗氧剂和酸中和剂的含量可以为本领域的常规选择,例如,以所述透明高抗冲组合物的总重量为基准,所述抗氧剂的含量可以为0.01-5重量%,优选为0.1-1重量%;所述酸中和剂的含量可以为0.01-5重量%,优选为0.01-0.1重量%。
此外,所述成核剂、抗氧剂和酸中和剂的种类均可以根据上文进行合理地选择,在此将不作赘述。
本发明还提供了由上述方法制备得到的透明高抗冲组合物。
此外,本发明还提供了一种透明高抗冲材料,其中,所述透明高抗冲材料是由所述透明高抗冲组合物加热熔融并挤出造粒形成的。
根据本发明,将所述透明高抗冲组合物加热熔融并挤出造粒的方法、条件和所用的挤出机为本领域技术人员所公知。具体地,将丙烯与1-丁烯的无规共聚物、乙烯与丙烯的弹性共聚物、成核剂以及选择性含有的抗氧剂和/或酸中和剂的混合物在双螺杆挤出机上加热熔融并挤出造粒。通常来说,所述双螺杆挤出机的工作条件包括:螺杆转速为150-360转/分钟,各区段温度分别为170-230℃、175-240℃、180-250℃、180-250℃、180-250℃、175-240℃,各区段的真空度为0.02-0.09MPa的条件下挤出造粒。本说明书中的真空度是指绝对压力与大气压力的差值的绝对值。
此外,为了使得到的透明高抗冲材料更为均匀,优选情况下,本发明提供的透明高抗冲材料还包括在将透明高抗冲组合物加热熔融之前,先将所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物、乙烯与丙烯的弹性共聚物、成核剂以及选择性含有的抗氧剂和/或酸中和剂加入到现有的各种混合设备中搅拌混合均匀。其中,所述混合设备例如可以为搅拌机、捏合机、开炼机和密炼机等。搅拌混合的温度和时间为本领域技术人员所公知,例如,搅拌混合的温度可以为25-65℃,搅拌混合的时间可以为5-30分钟,搅拌混合的转速可以为50-300转/分。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中:
丙烯与1-丁烯的无规共聚物以及乙烯与丙烯的弹性共聚物中各结构单元的含量根据单体的投料量进行计算。乙烯与丙烯的弹性共聚物的颗粒直径采用电子显微镜方法进行测定。
以下实施例和对比例中:主催化剂按照CN101824108A实施例1中公开的方法制备得到;抗氧剂为1010;成核剂为Millad NX8000;酸中和剂为硬脂酸钙。
以下实施例和对比例中:
(1)熔体质量流动速率:按照GB/T3682-2000中规定的方法测定。其中,测试条件包括:温度为230℃,载荷为2.16kg。
(2)雾度:按照GB/T2410中规定的方法进行测定,其中,测试样品的厚度为1mm。
(3)Izod缺口冲击强度:按照GB/T3398中规定的方法进行测定,其中,测试温度为23℃。
(4)弯曲模量:GB/T9341中规定的方法进行测定,其中,测试速率为1mm/min。
实施例1
该实施例用于说明本发明提供的透明高抗冲组合物和透明高抗冲材料及其制备方法。
在一个5L的不锈钢高压反应釜中,采用氮气气流进行吹扫,然后在氮气保护下加入0.5g的三乙基铝、0.03g的主催化剂和0.056g的甲基环己基二甲氧基硅烷外给电子体,升温至70℃,通入丙烯、1-丁烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯、1-丁烯与氢气的摩尔比为1:0.04:0.005),然后在2atm下反应2小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的聚合产物,其性能如表1所示。
将上述盛有含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的聚合产物的不锈钢高压反应釜采用氮气气流进行吹扫,在氮气保护下升温至70℃,通入丙烯、乙烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯、乙烯与氢气的摩尔比为1:0.5:0.005),然后在2atm下反应2小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的产物,其性能如表1所示。
将上述制得的含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的产物、成核剂、抗氧剂以及酸中和剂(具体用量如表1所示)加入搅拌器中混合均匀,再将混合好的物料加入双螺杆挤出机的喂料器中,物料经由喂料器进入双螺杆中,经螺杆熔融混合均匀,挤出造粒,烘干,加工过程中螺杆的温度控制在170-230℃之间,得到透明高抗冲材料,其性能如表1所示。
实施例2
该实施例用于说明本发明提供的透明高抗冲组合物和透明高抗冲材料及其制备方法。
在一个5L的不锈钢高压反应釜中,采用氮气气流进行吹扫,然后在氮气保护下加入0.5g的三乙基铝、0.03g的主催化剂和0.056g的甲基环己基二甲氧基硅烷外给电子体,升温至60℃,通入丙烯、1-丁烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯、1-丁烯与氢气摩尔比为1:0.04:0.008),然后将在1atm下反应5小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的聚合产物,其性能如表1所示。
将上述盛有含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的聚合产物的不锈钢高压反应釜采用氮气气流进行吹扫,在氮气保护下升温至60℃,通入丙烯、乙烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯、乙烯与氢气的摩尔比为1:0.5:0.008),然后在1atm下反应5小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的产物,其性能如表1所示。
将上述制得的含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的产物、成核剂、抗氧剂以及酸中和剂(具体用量如表1所示)加入搅拌器中混合均匀,再将混合好的物料加入双螺杆挤出机的喂料器中,物料经由喂料器进入双螺杆中,经螺杆熔融混合均匀,挤出造粒,烘干,加工过程中螺杆的温度控制在170-230℃之间,得到透明高抗冲材料,其性能如表1所示。
实施例3
该实施例用于说明本发明提供的透明高抗冲组合物和透明高抗冲材料及其制备方法。
在一个5L的不锈钢高压反应釜中,采用氮气气流进行吹扫,然后在氮气保护下加入0.5g的三乙基铝、0.03g的主催化剂和0.056g的甲基环己基二甲氧基硅烷外给电子体,升温至90℃,通入丙烯、1-丁烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯、1-丁烯与氢气的摩尔比为1:0.04:0.005),然后在3atm下反应1小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的聚合产物,其性能如表1所示。
将上述盛有含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的聚合产物的不锈钢高压反应釜采用氮气气流进行吹扫,在氮气保护下升温至90℃,通入丙烯、乙烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯、乙烯与氢气的摩尔比为1:0.5:0.012),然后在3atm下反应1小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的产物,其性能如表1所示。
将上述制得的含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的产物、成核剂、抗氧剂以及酸中和剂(具体用量如表1所示)加入搅拌器中混合均匀,再将混合好的物料加入双螺杆挤出机的喂料器中,物料经由喂料器进入双螺杆中,经螺杆熔融混合均匀,挤出造粒,烘干,加工过程中螺杆的温度控制在170-230℃之间,得到透明高抗冲材料,其性能如表1所示。
实施例4
该实施例用于说明本发明提供的透明高抗冲组合物和透明高抗冲材料及其制备方法。
在一个5L的不锈钢高压反应釜中,采用氮气气流进行吹扫,然后在氮气保护下加入0.5g的三乙基铝、0.03g的主催化剂和0.056g的甲基环己基二甲氧基硅烷外给电子体,升温至70℃,通入丙烯、1-丁烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯、1-丁烯与氢气的摩尔比为1:0.04:0.005),然后在2atm下反应1小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的聚合产物,其性能如表1所示。
将上述盛有含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的聚合产物的不锈钢高压反应釜采用氮气气流进行吹扫,在氮气保护下升温至70℃,通入丙烯、乙烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯、乙烯与氢气的摩尔比为1:0.4:0.005),然后在2atm下反应1小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的产物,其性能如表1所示。
将上述制得的含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的产物、成核剂、抗氧剂以及酸中和剂(具体用量如表1所示)加入搅拌器中混合均匀,再将混合好的物料加入双螺杆挤出机的喂料器中,物料经由喂料器进入双螺杆中,经螺杆熔融混合均匀,挤出造粒,烘干,加工过程中螺杆的温度控制在170-230℃之间,得到透明高抗冲材料,其性能如表1所示。
实施例5
该实施例用于说明本发明提供的透明高抗冲组合物和透明高抗冲材料及其制备方法。
在一个5L的不锈钢高压反应釜中,采用氮气气流进行吹扫,然后在氮气保护下加入0.5g的三乙基铝、0.03g的主催化剂和0.056g的甲基环己基二甲氧基硅烷外给电子体,升温至70℃,通入丙烯、1-丁烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯、1-丁烯与氢气的摩尔比为1:0.04:0.005),然后在2atm下反应1小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的聚合产物,其性能如表1所示。
将上述盛有含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的聚合产物的不锈钢高压反应釜采用氮气气流进行吹扫,在氮气保护下升温至70℃,通入丙烯、乙烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯、乙烯与氢气的摩尔比为1:0.5:0.012),然后在2atm下反应1小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的产物,其性能如表1所示。
将上述制得的含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的产物、成核剂、抗氧剂以及酸中和剂(具体用量如表1所示)加入搅拌器中混合均匀,再将混合好的物料加入双螺杆挤出机的喂料器中,物料经由喂料器进入双螺杆中,经螺杆熔融混合均匀,挤出造粒,烘干,加工过程中螺杆的温度控制在170-230℃之间,得到透明高抗冲材料,其性能如表1所示。
实施例6
该实施例用于说明本发明提供的透明高抗冲组合物和透明高抗冲材料及其制备方法。
在一个5L的不锈钢高压反应釜中,采用氮气气流进行吹扫,然后在氮气保护下加入0.5g的三乙基铝、0.03g的主催化剂和0.056g的甲基环己基二甲氧基硅烷外给电子体,升温至70℃,通入丙烯、1-丁烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯、1-丁烯与氢气的摩尔比为1:0.04:0.008),然后在2atm下反应1小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的聚合产物,其性能如表1所示。
将上述盛有含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的聚合产物的不锈钢高压反应釜采用氮气气流进行吹扫,在氮气保护下升温至70℃,通入丙烯、乙烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯、乙烯与氢气的摩尔比为1:0.5:0.008),然后在2atm下反应1小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的产物,其性能如表1所示。
将上述制得的含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的产物、成核剂、抗氧剂以及酸中和剂(具体用量如表1所示)加入搅拌器中混合均匀,再将混合好的物料加入双螺杆挤出机的喂料器中,物料经由喂料器进入双螺杆中,经螺杆熔融混合均匀,挤出造粒,烘干,加工过程中螺杆的温度控制在170-230℃之间,得到透明高抗冲材料,其性能如表1所示。
对比例1
该对比例用于说明参比透明高抗冲组合物和透明高抗冲材料及其制备方法。
按照实施例1的方法制备透明高抗冲组合物和透明高抗冲材料,不同的是,在丙烯与1-丁烯聚合完成之后,不引入乙烯和丙烯继续反应,具体如下:
在一个5L的不锈钢高压反应釜中,采用氮气气流进行吹扫,然后在氮气保护下加入0.5g的三乙基铝、0.03g的主催化剂和0.056g的甲基环己基二甲氧基硅烷外给电子体,升温至70℃,通入丙烯、1-丁烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯、1-丁烯与氢气的摩尔比为1:0.04:0.007),然后在2atm下反应1小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的聚合产物,其性能如表1所示。
将上述制得的含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的产物、成核剂、抗氧剂以及酸中和剂(具体用量如表1所示)加入搅拌器中混合均匀,再将混合好的物料加入双螺杆挤出机的喂料器中,物料经由喂料器进入双螺杆中,经螺杆熔融混合均匀,挤出造粒,烘干,加工过程中螺杆的温度控制在170-230℃之间,得到透明高抗冲材料,其性能如表1所示。
对比例2
该对比例用于说明参比透明高抗冲组合物和透明高抗冲材料及其制备方法。
在一个5L的不锈钢高压反应釜中,采用氮气气流进行吹扫,然后在氮气保护下加入0.5g的三乙基铝、0.03g的主催化剂和0.056g的甲基环己基二甲氧基硅烷外给电子体,升温至70℃,通入丙烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯与氢气的摩尔比为1:0.007),然后在2atm下反应1小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有聚丙烯的聚合产物,其性能如表1所示。
将上述盛有含有聚丙烯的聚合产物的不锈钢高压反应釜采用氮气气流进行吹扫,在氮气保护下升温至70℃,通入丙烯、乙烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯、乙烯与氢气的摩尔比为1:0.09:0.008),然后在2atm下反应1小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有聚丙烯和乙烯与丙烯的弹性共聚物的产物,其性能如表1所示。
将上述制得的含有聚丙烯和乙烯与丙烯的弹性共聚物的产物、成核剂、抗氧剂以及酸中和剂(具体用量如表1所示)加入搅拌器中混合均匀,再将混合好的物料加入双螺杆挤出机的喂料器中,物料经由喂料器进入双螺杆中,经螺杆熔融混合均匀,挤出造粒,烘干,加工过程中螺杆的温度控制在170-230℃之间,得到透明高抗冲材料,其性能如表1所示。
对比例3
该对比例用于说明参比透明高抗冲组合物和透明高抗冲材料及其制备方法。
在一个5L的不锈钢高压反应釜中,采用氮气气流进行吹扫,然后在氮气保护下加入0.5g的三乙基铝、0.03g的主催化剂和0.056g的甲基环己基二甲氧基硅烷外给电子体,升温至70℃,通入丙烯、1-丁烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯、1-丁烯与氢气的摩尔比为1:0.5:0.007),然后在2atm下反应1小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的聚合产物,其性能如表1所示。
将上述盛有含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的聚合产物的不锈钢高压反应釜采用氮气气流进行吹扫,在氮气保护下升温至70℃,通入丙烯、乙烯和氢气混合气(其中,混合气中丙烯、乙烯与氢气的摩尔比为1:0.5:0.001),然后在2atm下反应1小时,除去未反应的单体,并将反应釜内的压力降至常压,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的产物,其性能如表1所示。
将上述制得的含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的产物、成核剂、抗氧剂以及酸中和剂(具体用量如表1所示)加入搅拌器中混合均匀,再将混合好的物料加入双螺杆挤出机的喂料器中,物料经由喂料器进入双螺杆中,经螺杆熔融混合均匀,挤出造粒,烘干,加工过程中螺杆的温度控制在170-230℃之间,得到透明高抗冲材料,其性能如表1所示。
从以上结果可以看出,本发明提供的透明高抗冲材料能够兼具高透明度和优异抗冲击性能,极具工业应用前景。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (17)
1.一种透明高抗冲组合物,其特征在于,所述透明高抗冲组合物含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物、乙烯与丙烯的弹性共聚物以及成核剂,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物以及乙烯与丙烯的弹性共聚物的混合物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率与所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率的比值为1-1.5,且所述乙烯与丙烯的弹性共聚物的颗粒直径小于1微米。
2.根据权利要求1所述的透明高抗冲组合物,其中,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的重量比为4-15:1;优选地,以所述透明高抗冲组合物的总重量为基准,所述成核剂的含量为500-2500ppm。
3.根据权利要求1所述的透明高抗冲组合物,其中,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率为20-70g/10min。
4.根据权利要求1或3所述的透明高抗冲组合物,其中,以所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物的总重量为基准,丙烯结构单元的含量为90-97重量%,1-丁烯结构单元的含量为3-10重量%。
5.根据权利要求1所述的透明高抗冲组合物,其中,所述乙烯与丙烯的弹性共聚物的颗粒直径为0.1-1微米。
6.根据权利要求1或5所述的透明高抗冲组合物,其中,以所述乙烯与丙烯的弹性共聚物的总重量为基准,乙烯结构单元的含量为35-50重量%,丙烯结构单元的含量为50-65重量%。
7.根据权利要求1或2所述的透明高抗冲组合物,其中,所述透明高抗冲组合物还含有抗氧剂和/或酸中和剂;优选地,以所述透明高抗冲组合物的总重量为基准,所述抗氧剂的含量为0.1-1重量%,所述酸中和剂的含量为0.01-0.1重量%。
8.一种透明高抗冲组合物的制备方法,该方法包括在齐格勒-纳塔催化剂的存在下,将丙烯和1-丁烯进行聚合反应,并将得到的含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物的反应产物与乙烯和丙烯接触反应,然后再将得到的接触反应产物与成核剂混合,得到含有丙烯与1-丁烯的无规共聚物、乙烯与丙烯的弹性共聚物以及成核剂的透明高抗冲组合物,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物以及乙烯与丙烯的弹性共聚物的混合物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率与所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率的比值为1-1.5,且所述乙烯与丙烯的弹性共聚物的颗粒直径小于1微米。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其中,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物和乙烯与丙烯的弹性共聚物的重量比为4-15:1;优选地,以所述透明高抗冲组合物的总重量为基准,所述成核剂的含量为500-2500ppm。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其中,所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率为20-70g/10min。
11.根据权利要求8-10中任意一项所述的制备方法,其中,以所述丙烯与1-丁烯的无规共聚物的总重量为基准,丙烯结构单元的含量为90-97重量%,1-丁烯结构单元的含量为3-10重量%。
12.根据权利要求8所述的制备方法,其中,所述乙烯与丙烯的弹性共聚物的颗粒直径为0.1-1微米。
13.根据权利要求8或12所述的制备方法,其中,以所述乙烯与丙烯的弹性共聚物的总重量为基准,乙烯结构单元的含量为35-50重量%,丙烯结构单元的含量为50-65重量%。
14.根据权利要求8-10中任意一项所述的制备方法,其中,所述聚合反应的条件包括:聚合温度为20-150℃,聚合压力为0.1-10atm,聚合时间为0.5-10小时;接触反应的条件包括:接触温度为20-150℃,接触压力为0.1-10atm,接触时间为0.5-10小时。
15.根据权利要求8-10中任意一项所述的制备方法,其中,该方法还包括将抗氧剂和/或酸中和剂与成核剂一起和所述接触反应产物混合,得到透明高抗冲组合物;优选地,以所述透明高抗冲组合物的总重量为基准,所述抗氧剂的含量为0.1-1重量%,所述酸中和剂的含量为0.01-0.1重量%。
16.由权利要求8-15中任意一项所述的方法制备得到的透明高抗冲组合物。
17.一种透明高抗冲材料,其特征在于,所述透明高抗冲材料是由权利要求1-7和16中任意一项所述的透明高抗冲组合物加热熔融并挤出造粒形成的。
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Cited By (2)
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CN107540772A (zh) * | 2016-06-24 | 2018-01-05 | 中国石化扬子石油化工有限公司 | 一种透明抗冲丙烯聚合物的制备方法 |
CN110183782A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-08-30 | 陕西延长中煤榆林能源化工有限公司 | 一种双无规抗冲共聚聚丙烯材料及其工业化生产方法 |
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2013
- 2013-10-25 CN CN201310509453.2A patent/CN104558853A/zh active Pending
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