CN107880395B - 一种聚丙烯增韧改性用组合物及其改性聚丙烯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种聚丙烯增韧改性用组合物及其改性聚丙烯，其中，聚丙烯增韧改性用组合物，由以下组分组成：55‑60重量份线性低密度聚乙烯、10‑15重量份乙烯丁二烯共聚物、10‑15重量份乙烯辛烯共聚物、55‑60重量份聚丙烯、0.6‑3重量份硬脂酸镧、0.1‑0.25重量份引发剂、1‑2重量份抗氧化剂、2‑5重量份液体聚丁二烯和2‑3重量份碳链长度大于5个碳的烯烃基羧酸；所述烯烃基羧酸为碳链上含有一个碳碳双键的烯烃基羧酸的混合物。本发明可以有效提高聚丙烯低温适应性及耐低温强度，还可以提高利用本发明中改性聚丙烯制成的PPR管道使用的安全性。

Description

一种聚丙烯增韧改性用组合物及其改性聚丙烯
技术领域
本发明涉及聚丙烯领域，特别涉及到一种聚丙烯增韧改性用组合物及其改性聚丙烯。
背景技术
聚丙烯(PP)是一种性能优异的聚烯烃材料，其产量和制品量在通用树脂中居第二位，是通用树脂中耐热性最好的产品，在汽车工业、家用电器、电子、包装、建材及家具等方面具有广泛的应用。而聚丙烯缺点在于缺口敏感，抗缺口冲击强度差，低温脆性尤为突出。通常情况下，人们通常利用添加三元乙丙橡胶(EPDM)和乙烯-辛烯共聚物(POE)改性来提高聚丙烯的抗缺口冲击强度。但使用量达到10-12wt％后,改性材料的拉伸强度损失较大。由于PPR管材低温(10到－40℃)脆性大，极易发生应力诱导开裂现象，多年来一直严重地影响了PPR管道的施工与安装，严重地影响了PPR管道在低温条件下输送水系统的安全和人们日常的生产、生活需要，迫切需要花大力气加以解决。而现有用于聚丙烯进行增韧改性的增韧剂增韧效果并不突出，低温适应性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚丙烯增韧改性用组合物及其改性聚丙烯，可以有效提高聚丙烯低温适应性及耐低温强度，还可以提高利用本发明中改性聚丙烯制成的PPR管道使用的安全性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种聚丙烯增韧改性用组合物，由以下组分组成：55-60重量份线性低密度聚乙烯、10-15重量份乙烯丁二烯共聚物、10-15重量份乙烯辛烯共聚物、55-60重量份聚丙烯、0.6-3重量份硬脂酸镧、0.1-0.25重量份引发剂、1-2重量份抗氧化剂、2-5重量份液体聚丁二烯和2-3重量份碳链长度大于5个碳的烯烃基羧酸；所述烯烃基羧酸为碳链上含有一个碳碳双键的烯烃基羧酸的混合物。
上述聚丙烯增韧改性用组合物，所述烯烃基羧酸为碳链长度为5-8个碳的烯烃基羧酸的混合物。
上述聚丙烯增韧改性用组合物，所述烯烃基羧酸由10-60重量份顺式1-戊烯酸和20-40重量份顺式1-己烯酸组成。
上述聚丙烯增韧改性用组合物，所述引发剂为二特丁基过氧化物、二乙酰过氧化物和二异丁烯过氧化物组成。
上述聚丙烯增韧改性用组合物，所述引发剂由以下组分组成：10-30重量份二特丁基过氧化物、10-30重量份二乙酰过氧化物和10-30重量份二异丁烯过氧化物。
上述聚丙烯增韧改性用组合物，所述抗氧化剂由维生素C、维生素E、卵磷脂和茶多酚组成。
上述聚丙烯增韧改性用组合物，所述抗氧化剂由以下组分组成：0.5-1.5重量份维生素C、10-30重量份维生素E、5-15重量份卵磷脂和6-12重量份茶多酚。
上述聚丙烯增韧改性用组合物，所述聚丙烯为均聚聚丙烯。
利用上述聚丙烯增韧改性用组合物改性后的改性聚丙烯，由1-4重量份的聚丙烯增韧改性用组合物和16-24重量份聚丙烯组成。
上述改性聚丙烯，由双螺杆造粒机造粒，挤出机筒温度216-220℃。
本发明的有益效果如下：
1.本发明中的聚丙烯增韧改性用组合物可有效改善聚丙烯的低温适应性，经过该组合物改性的聚丙烯冲击强度显著提高，常温冲击强度最高不低于85KJ/m2。
2.经过本发明中的聚丙烯增韧改性用组合物改性的聚丙烯结晶程度得到大幅度提高，结晶度增加了42-51.6％，而且结晶晶粒更细更均匀化，从而减少聚丙烯改性制品后期存放过程中缓慢的二次结晶现象，且大幅度地消除聚丙烯制品中的残留应力。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施例中，利用聚丙烯增韧改性用组合物对均聚聚丙烯进行增韧改性，改性聚丙烯由1重量份的聚丙烯增韧改性用组合物和16重量份均聚聚丙烯进行混合通过双螺杆造粒机造粒，挤出机筒温度为216℃。
其中，聚丙烯增韧改性用组合物，由以下组分组成：
55重量份线性低密度聚乙烯；
10重量份乙烯丁二烯共聚物；
10重量份乙烯辛烯共聚物；
55-60重量份均聚聚丙烯；
0.6重量份硬脂酸镧；
0.1重量份引发剂，所述引发剂由10重量份二特丁基过氧化物、10重量份二乙酰过氧化物和10重量份二异丁烯过氧化物组成；
1重量份抗氧化剂，所述抗氧化剂由0.5重量份维生素C、10重量份维生素E、5重量份卵磷脂和6重量份茶多酚组成；
2重量份液体聚丁二烯；
2重量份碳链长度大于5个碳的烯烃基羧酸，所述烯烃基羧酸由10重量份顺式1-戊烯酸和20重量份顺式1-己烯酸组成。
由上述聚丙烯增韧改性用组合物改性均聚聚丙烯得到改性聚丙烯制得的聚丙烯料粒的基本性能：MI为1.42g/10min(230℃,2.16kg)，拉伸强度≥33MPa，断裂伸长率≥730％，常温冲击强度≥64KJ/m2，低温(-20℃)冲击强度≥25KJ/m2。
实施例2
本实施例中，利用聚丙烯增韧改性用组合物对均聚聚丙烯进行增韧改性，改性聚丙烯由1.5重量份的聚丙烯增韧改性用组合物和17.5重量份均聚聚丙烯进行混合通过双螺杆造粒机造粒，挤出机筒温度为217℃。
其中，聚丙烯增韧改性用组合物，由以下组分组成：
56重量份线性低密度聚乙烯；
11重量份乙烯丁二烯共聚物；
11重量份乙烯辛烯共聚物；
56.2重量份均聚聚丙烯；
1.2重量份硬脂酸镧；
0.13重量份引发剂，所述引发剂由10重量份二特丁基过氧化物、20重量份二乙酰过氧化物和20重量份二异丁烯过氧化物组成；
1.2重量份抗氧化剂，所述抗氧化剂由0.7重量份维生素C、13重量份维生素E、8重量份卵磷脂和7重量份茶多酚组成；
2.6重量份液体聚丁二烯；
2.3重量份碳链长度大于5个碳的烯烃基羧酸，所述烯烃基羧酸由17重量份顺式1-戊烯酸和25重量份顺式1-己烯酸组成。
由上述聚丙烯增韧改性用组合物改性均聚聚丙烯得到改性聚丙烯制得的聚丙烯料粒的基本性能：MI为1.28g/10min(230℃,2.16kg)，拉伸强度≥29MPa，断裂伸长率≥760％，常温冲击强度≥69KJ/m2，低温(-20℃)冲击强度≥34KJ/m2。
实施例3
本实施例中，利用聚丙烯增韧改性用组合物对均聚聚丙烯进行增韧改性，改性聚丙烯由1.5重量份的聚丙烯增韧改性用组合物和18重量份均聚聚丙烯进行混合通过双螺杆造粒机造粒，挤出机筒温度为217℃。
其中，聚丙烯增韧改性用组合物，由以下组分组成：
57.5重量份线性低密度聚乙烯；
12重量份乙烯丁二烯共聚物；
11.8重量份乙烯辛烯共聚物；
57重量份均聚聚丙烯；
1.8重量份硬脂酸镧；
0.15重量份引发剂，所述引发剂由10重量份二特丁基过氧化物、20重量份二乙酰过氧化物和30重量份二异丁烯过氧化物组成；
1.5重量份抗氧化剂，所述抗氧化剂由1重量份维生素C、17重量份维生素E、10重量份卵磷脂和9重量份茶多酚组成；
2.9重量份液体聚丁二烯；
2.5重量份碳链长度大于5个碳的烯烃基羧酸，所述烯烃基羧酸由29重量份顺式1-戊烯酸和29重量份顺式1-己烯酸组成。
由上述聚丙烯增韧改性用组合物改性均聚聚丙烯得到改性聚丙烯制得的聚丙烯料粒的基本性能：MI为1.23g/10min(230℃,2.16kg)，拉伸强度≥26MPa，断裂伸长率≥780％，常温冲击强度≥71KJ/m2，低温(-20℃)冲击强度≥41KJ/m2。
实施例4
本实施例中，利用聚丙烯增韧改性用组合物对均聚聚丙烯进行增韧改性，改性聚丙烯由2重量份的聚丙烯增韧改性用组合物和20重量份均聚聚丙烯进行混合通过双螺杆造粒机造粒，挤出机筒温度为218℃。
其中，聚丙烯增韧改性用组合物，由以下组分组成：
58重量份线性低密度聚乙烯；
13.5重量份乙烯丁二烯共聚物；
12.6重量份乙烯辛烯共聚物；
57.8重量份均聚聚丙烯；
2.4重量份硬脂酸镧；
0.18重量份引发剂，所述引发剂由20重量份二特丁基过氧化物、20重量份二乙酰过氧化物和30重量份二异丁烯过氧化物组成；
1.7重量份抗氧化剂，所述抗氧化剂由1.2重量份维生素C、21重量份维生素E、12重量份卵磷脂和10.5重量份茶多酚组成；
3.7重量份液体聚丁二烯；
2.7重量份碳链长度大于5个碳的烯烃基羧酸，所述烯烃基羧酸由43重量份顺式1-戊烯酸和32重量份顺式1-己烯酸组成。
由上述聚丙烯增韧改性用组合物改性均聚聚丙烯得到改性聚丙烯制得的样品为样品4。
由上述聚丙烯增韧改性用组合物改性均聚聚丙烯得到改性聚丙烯制得的聚丙烯料粒的基本性能：MI为1.14g/10min(230℃,2.16kg)，拉伸强度≥22MPa，断裂伸长率≥820％，常温冲击强度≥77KJ/m2，低温(-20℃)冲击强度≥46KJ/m2。
实施例5
本实施例中，利用聚丙烯增韧改性用组合物对均聚聚丙烯进行增韧改性，改性聚丙烯由2.5重量份的聚丙烯增韧改性用组合物和22重量份均聚聚丙烯进行混合通过双螺杆造粒机造粒，挤出机筒温度为219℃。
其中，聚丙烯增韧改性用组合物，由以下组分组成：
59.5重量份线性低密度聚乙烯；
14.3重量份乙烯丁二烯共聚物；
14重量份乙烯辛烯共聚物；
59重量份均聚聚丙烯；
2.8重量份硬脂酸镧；
0.22重量份引发剂，所述引发剂由30重量份二特丁基过氧化物、20重量份二乙酰过氧化物和30重量份二异丁烯过氧化物组成；
1.9重量份抗氧化剂，所述抗氧化剂由1.4重量份维生素C、25重量份维生素E、14重量份卵磷脂和11.6重量份茶多酚；
4.3重量份液体聚丁二烯；
2.9重量份碳链长度大于5个碳的烯烃基羧酸，所述烯烃基羧酸由51重量份顺式1-戊烯酸和37重量份顺式1-己烯酸组成。
由上述聚丙烯增韧改性用组合物改性均聚聚丙烯得到改性聚丙烯制得的样品为样品5。
由上述聚丙烯增韧改性用组合物改性均聚聚丙烯得到改性聚丙烯制得的聚丙烯料粒的基本性能：MI为1.06g/10min(230℃,2.16kg)，拉伸强度≥20MPa，断裂伸长率≥840％，常温冲击强度≥79KJ/m2，低温(-20℃)冲击强度≥49KJ/m2。
实施例6
本实施例中，利用聚丙烯增韧改性用组合物对均聚聚丙烯进行增韧改性，改性聚丙烯由4重量份的聚丙烯增韧改性用组合物和24重量份均聚聚丙烯进行混合通过双螺杆造粒机造粒，挤出机筒温度为220℃。
其中，聚丙烯增韧改性用组合物，由以下组分组成：
60重量份线性低密度聚乙烯；
15重量份乙烯丁二烯共聚物；
15重量份乙烯辛烯共聚物；
60重量份均聚聚丙烯；
3重量份硬脂酸镧；
0.25重量份引发剂，所述引发剂由30重量份二特丁基过氧化物、30重量份二乙酰过氧化物和20重量份二异丁烯过氧化物组成；
2重量份抗氧化剂，所述抗氧化剂由1.5重量份维生素C、30重量份维生素E、15重量份卵磷脂和12重量份茶多酚组成；
5重量份液体聚丁二烯；
3重量份碳链长度大于5个碳的烯烃基羧酸，所述烯烃基羧酸由60重量份顺式1-戊烯酸和40重量份顺式1-己烯酸组成。
由上述聚丙烯增韧改性用组合物改性均聚聚丙烯得到改性聚丙烯制得的样品为样品6。
由上述聚丙烯增韧改性用组合物改性均聚聚丙烯得到改性聚丙烯制得的聚丙烯料粒的基本性能：MI为1.02g/10min(230℃,2.16kg)，拉伸强度≥20MPa，断裂伸长率≥860％，常温冲击强度≥81KJ/m2，低温(-20℃)冲击强度≥51KJ/m2。
实施例7
本实施例中，利用聚丙烯增韧改性用组合物对均聚聚丙烯进行增韧改性，改性聚丙烯由3.6重量份的聚丙烯增韧改性用组合物和21.6重量份均聚聚丙烯进行混合通过双螺杆造粒机造粒，挤出机筒温度为218℃。
其中，聚丙烯增韧改性用组合物，由以下组分组成：
56.5重量份线性低密度聚乙烯；
12.8重量份乙烯丁二烯共聚物；
13.2重量份乙烯辛烯共聚物；
58.2重量份均聚聚丙烯；
2.1重量份硬脂酸镧；
0.2重量份引发剂，所述引发剂由25重量份二特丁基过氧化物、15重量份二乙酰过氧化物和18重量份二异丁烯过氧化物组成；
1.8重量份抗氧化剂，所述抗氧化剂由1.1重量份维生素C、26重量份维生素E、11.5重量份卵磷脂和10.8重量份茶多酚组成；
3.6重量份液体聚丁二烯；
2.65重量份碳链长度大于5个碳的烯烃基羧酸，所述烯烃基羧酸由34重量份顺式1-戊烯酸和22.3重量份顺式1-己烯酸组成。
由上述聚丙烯增韧改性用组合物改性均聚聚丙烯得到改性聚丙烯制得的样品为样品7。
由上述聚丙烯增韧改性用组合物改性均聚聚丙烯得到改性聚丙烯制得的聚丙烯料粒的基本性能：MI为1.0g/10min(230℃,2.16kg)，拉伸强度≥20MPa，断裂伸长率≥910％，常温冲击强度≥85KJ/m2，低温(-20℃)冲击强度≥56KJ/m2。
现有技术中的耐低温聚丙烯专用料的拉伸强度一般为20-28MPa，断裂伸长率400-450％，常温冲击强度≥50KJ/m2，低温(-20℃)冲击强度≥3KJ/m2。通过上述实施例1—7可以看出，利用本发明中聚丙烯增韧改性用组合物改性后的聚丙烯的基本性能明显的优于现有技术中所述的专用料，应用范围更加广泛。
对实施例1-7中得到的改性后的聚丙烯颗粒进行结晶度测试，实施例1-7中聚丙烯颗粒的结晶度与现有技术中纯的均聚聚丙烯的结晶度相比分别提高了42％、43.4％、45.7％、46.9％、48.3％、49.4％、和51.6％，其原因在于，硬脂酸镧中的镧离子与烯烃羧酸中羧酸基形成络合，然后烯烃羧酸在引发剂的作用下发生聚合以及烯烃羧酸与乙烯丁二烯共聚物发生聚合，形成较多的晶核，而烯烃羧酸聚合不仅能够增强聚丙烯的韧性，还与硬脂酸镧为聚丙烯结晶提供了较多的晶核，从而提高了改性后的聚丙烯的结晶度。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种聚丙烯增韧改性用组合物，其特征在于，由以下组分组成：55-60重量份线性低密度聚乙烯、10-15重量份乙烯丁二烯共聚物、10-15重量份乙烯辛烯共聚物、55-60重量份聚丙烯、0.6-3重量份硬脂酸镧、0.1-0.25重量份引发剂、1-2重量份抗氧化剂、2-5重量份液体聚丁二烯和2-3重量份碳链长度大于5个碳的烯烃基羧酸；所述烯烃基羧酸为碳链上含有一个碳碳双键的烯烃基羧酸的混合物；所述聚丙烯为均聚聚丙烯；所述烯烃基羧酸由10-60重量份顺式1-戊烯酸和20-40重量份顺式1-己烯酸组成。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯增韧改性用组合物，其特征在于，所述引发剂为二特丁基过氧化物、二乙酰过氧化物和二异丁烯过氧化物组成。
3.根据权利要求2所述的聚丙烯增韧改性组合物，其特征在于，所述引发剂由以下组分组成：10-30重量份二特丁基过氧化物、10-30重量份二乙酰过氧化物和10-30重量份二异丁烯过氧化物。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯增韧改性用组合物，其特征在于，所述抗氧化剂由维生素C、维生素E、卵磷脂和茶多酚组成。
5.根据权利要求4所述的聚丙烯增韧改性用组合物，其特征在于，所述抗氧化剂由以下组分组成：0.5-1.5重量份维生素C、10-30重量份维生素E、5-15重量份卵磷脂和6-12重量份茶多酚。
6.利用权利要求1-5任一所述的聚丙烯增韧改性用组合物改性后的改性聚丙烯，其特征在于，由1-4重量份的聚丙烯增韧改性用组合物和16-24重量份聚丙烯组成。
7.根据权利要求6所述的改性聚丙烯，其特征在于，由双螺杆造粒机造粒，挤出机筒温度216-220℃。
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