CN105017637A - 一种高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物及其制备方法 - Google Patents

一种高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，其原料包括如下组分：聚丙烯100重量份；过氧化物0.05-5重量份；弹性体5-40重量份；抗氧剂0.01-1重量份；透明剂0.01-1重量份；润滑剂0.01-1重量份，所述聚丙烯的熔体指数为5-20g/10min。本发明高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物的各原料组分之间有着意料不到的协同效应，本发明制备方法采用超临界混合流体使得原料组分得到均匀分散，所得高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，综合性能优异，有着很高的透明性质、熔体强度、刚性与韧性。

Description

一种高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物及其制备方法，属高分子复合材料领域。
背景技术
聚丙烯（PP）作为五大通用塑料之一，有着较为广泛的应用。然而，聚丙烯为半结晶性树脂，其容易结晶的特点，使制品的光泽和透明性都较差。但经透明改性后，PP的性能则较为突出，其透明性和表面光泽度可与其他一些透明塑料(如：聚碳酸酯、聚苯乙烯等)相媲美，性价比也较高，因此广泛应用于透明包装、医疗器械、家庭用品、一般工业等领域。
针对于透明聚丙烯不同的应用领域，对于树脂的透明性、刚韧性、耐温性及熔体强度、零切黏度等可加工性质，有着不同的性能要求。近年来，随着聚合工艺技术的不断改进，虽然涌现出一系列的透明聚丙烯牌号，但各有其局限的适用范围。
现有技术中，透明聚丙烯树脂有采用无规共聚的产品，树脂虽有着较好的透明性、耐冲击性，但由于不结晶，存在着强度差、耐热性低的问题；也有采用茂金属催化剂生产高透明PP树脂，尽管该类透明PP在光学性能上非常优异，但存在着生产成本高、成型加工困难的问题。
此外，有采用透明改性剂改性，来生产高透明PP树脂，但在增透聚丙烯中常见的问题就是透明剂分散不均，易造成制品出现白色斑点，这取决于所选用树脂的链段结构、熔体性质、分散工艺的综合性影响。而当基体树脂为共混体系时，如聚丙烯与热塑性弹性体的共混合金，透明剂的分散则更为复杂，由于不同性质的树脂在熔体状态的微相分离，导致在加工成型过程中，透明剂在不同熔体微相的分布状态不同，这就使得透明剂更加难以分散均匀。
目前的专利文献中尚无：通过设计合适的聚丙烯树脂共混体系，采用特定工艺，将透明助剂均匀分散于聚丙烯/热塑性弹性体共混体系中，制备高透明性、高熔体强度、刚韧平衡的聚丙烯共混树脂的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，其原料包括如下组分：聚丙烯100重量份；过氧化物0.05-5重量份；弹性体5-40重量份；抗氧剂0.01-1重量份；透明剂0.01-1重量份；润滑剂0.01-1重量份，所述聚丙烯的熔体指数为5-20g/10min。
申请人经研究发现，上述各原料组分之间产生了意料不到的协同效应，上述高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，综合性能优异，有着较高的透明性质、熔体强度、刚性与韧性。所得产品无任何白斑。
为了进一步提高产物的透明性质、钢性及柔性，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段聚丙烯或无规聚丙烯中一种或两种以上任意配比的混合物。
为了同时保证所得产物的钢性和柔性，所述弹性体为乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶或苯乙烯－丁二烯－苯乙烯三嵌段共聚物中的一种或两种以上任意配比的混合物，弹性体熔体流动速率为：0.2-20g/10min。
为了进一步提高所得产物的透明性，所述过氧化物为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰或过氧化二叔丁基中的一种或两种以上任意配比的混合物。
上述过氧化物的种类和用量，决定了聚丙烯长支化的程度，进而决定了其与弹性体在熔体状态的微相分离形态。
为了进一步提高所得产物的综合性能、尤其是提高所得产物的透明性，所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类或三嗪类抗氧剂中的一种或两种以上任意配比的混合物；优选，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、1,3,5,三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮类、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯或四(2,4-二叔丁基酚)-4,4'-联苯基二亚磷酸酯中的一种或两种以上任意配比的混合物。
为了进一步保证各原料组分之间的协同效应，提高所得产物的综合性能，所述透明剂为二（亚苄基）山梨醇、双(对-甲基-二苯亚甲基）山梨醇或二甲基二亚苄基山梨醇中的一种或两种以上任意配比的混合物；所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、CaCO3或Mg3[Si4O10](OH)2中的一种或两种以上任意配比的混合物。
上述高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物的制备方法，包括顺序相接的如下步骤：
A、将聚丙烯和弹性体混合均匀，然后从双螺杆挤出机的加料口加入，同时将过氧化物溶于丙酮或环己烷中，采用液体侧喂料装置加入到双螺杆挤出机中，使过氧化物与聚丙烯和弹性体熔体发生反应并挤出造粒；
B、采用超临界混合流体将预先共混的透明剂、抗氧剂和润滑剂分散到步骤A所得的粒料中，即得。
上述制备方法采用超临界混合流体使得原料组分得到均匀分散，所得高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，综合性能优异，有着很高的透明性质、熔体强度、刚性与韧性。
优选，步骤B为：将步骤A所得粒料加入到高压反应器中，同时加入预先共混的透明剂、抗氧剂和润滑剂，封闭高压反应器，水浴加热并通入CO2，控制高压反应器中温度、压力在CO2的超临界温度、压力以上，待稳定后，溶胀渗透3-5h后快速卸压，清洗、干燥，即得。
本发明未特别说明的技术均为现有技术。
本发明高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物的各原料组分之间有着意料不到的协同效应，本发明制备方法采用超临界混合流体使得原料组分得到均匀分散，所得高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，综合性能优异，有着很高的透明性质、熔体强度、刚性与韧性。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
一种高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，由如下组分的聚丙烯组合物制得：
上述高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物的制备方法：
首先将聚丙烯和弹性体预先用高速混合机混合均匀后，然后从双螺杆挤出机的加料口加入，同时将过氧化物溶于丙酮或环己烷中，采用液体侧喂料装置加入到挤出机中，使其与聚丙烯和弹性体熔体发生反应并挤出造粒。第二步将一定量的支链聚丙烯/弹性体共混合金材料，加入到高压反应器中，同时加入预先共混过的由透明剂、抗氧剂、润滑剂组成的增透助剂混合物，封闭反应器，水浴加热并通入CO2，控制水浴温度、压力在CO2的超临界温度、压力以上，待稳定后，溶胀渗透进行4h后快速卸压，经清洗干燥后，即可得助剂分散均匀的透明制品用高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物。所得产品性能结果见表1。
实施例2
一种高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，由如下组分的聚丙烯组合物制得：
上述高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物的制备方法同实施例1。所得产品性能结果见表1。
实施例3
一种高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，由如下组分的聚丙烯组合物制得：
上述高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物的制备方法同实施例1。
样品性能结果见表1。
实施例4
一种高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，由如下组分的聚丙烯组合物制得：
上述高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物的制备方法同实施例1。
样品性能结果见表1。
实施例5
一种高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，由如下组分的聚丙烯组合物制得：
上述高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物的制备方法同实施例1。
对比例：
将聚丙烯和抗氧剂、透明剂等助剂用高速混合机混合均匀后，从双螺杆挤出机的加料口加入挤出造粒。所得产品性能结果见表1。
样品性能结果见表1。
表1实施例所得高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物性能结果

Claims (10)

1.一种高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，其特征在于：其原料包括如下组分：聚丙烯100重量份；过氧化物0.05-5重量份；弹性体5-40重量份；抗氧剂0.01-1重量份；透明剂0.01-1重量份；润滑剂0.01-1重量份，所述聚丙烯的熔体指数为5-20g/10min。
2.如权利要求1所述的高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，其特征在于：所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段聚丙烯或无规聚丙烯中一种或两种以上任意配比的混合物。
3.如权利要求1或2所述的高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，其特征在于：所述弹性体为乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶或苯乙烯－丁二烯－苯乙烯三嵌段共聚物中的一种或两种以上任意配比的混合物，弹性体熔体流动速率为：0.2-20g/10min。
4.如权利要求1或2所述的高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，其特征在于：所述过氧化物为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰或过氧化二叔丁基中的一种或两种以上任意配比的混合物。
5.如权利要求1或2所述的高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，其特征在于：所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类或三嗪类抗氧剂中的一种或两种以上任意配比的混合物。
6.如权利要求5所述的高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、1,3,5,三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮类、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯或四(2,4-二叔丁基酚)-4,4'-联苯基二亚磷酸酯中的一种或两种以上任意配比的混合物。
7.如权利要求1或2所述的高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，其特征在于：所述透明剂为二（亚苄基）山梨醇、双(对-甲基-二苯亚甲基）山梨醇或二甲基二亚苄基山梨醇中的一种或两种以上任意配比的混合物。
8.如权利要求1或2所述的高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、CaCO3或Mg3[Si4O10](OH)2中的一种或两种以上任意配比的混合物。
9.权利要求1至8任意一项所述的高透明长支链聚丙烯/弹性体组合物的制备方法，其特征在于：包括顺序相接的如下步骤：
A、将聚丙烯和弹性体混合均匀，然后从双螺杆挤出机的加料口加入，同时将过氧化物溶于丙酮或环己烷中，采用液体侧喂料装置加入到双螺杆挤出机中，使过氧化物与聚丙烯和弹性体熔体发生反应并挤出造粒；
B、采用超临界混合流体将预先共混的透明剂、抗氧剂和润滑剂分散到步骤A所得的粒料中，即得。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于：步骤B为：将步骤A所得粒料加入到高压反应器中，同时加入预先共混的透明剂、抗氧剂和润滑剂，封闭高压反应器，水浴加热并通入CO2，控制高压反应器中温度、压力在CO2的超临界温度、超临界压力以上，待稳定后，溶胀渗透3-5h后快速卸压，清洗、干燥，即得。
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