[发明专利]多层核壳结构的含氟聚合物颗粒及含有它的热塑性聚烯烃制品

说明书

技术领域

本发明涉及多层核壳结构的含氟聚合物颗粒及含有它的热塑性聚烯烃制品。

背景技术

众所周知，利用旋转螺杆的推动可以使粘性聚合物熔体通过挤出机料筒进入模头，使聚合物成形为所需的形状，然后冷却和凝固成具有一般模头形状的产品，可以将热塑性聚烯烃之类的高分子量聚合物挤出成为成形结构，例如管子、导管、线缆包皮或者薄膜。

为了降低生产成本，希望以高速率挤出聚合物。较高的挤出速率可以容易地通过提高挤出机螺杆转速来获得。然而，在很高的挤出速率下，挤出物表面粗糙，形成不希望的图案。这些表面缺陷亦称为熔体破裂。

因此，希望找到在高挤出速率下生产表面光滑的方法。一种有效的方法是聚合物熔体中加入加工助剂，以降低聚合物本体粘度和改进其加工性能。

Blatz的美国专利3,125,547公开了一种使用0.01-2.0重量％在加工温度下为流体状态的碳氟聚合物，会降低挤出高密度聚乙烯和低密度聚乙烯以及其它聚烯烃过程中的模头压力。此外，使用该添加剂可以显著提高挤出速率，而不出现熔体破裂。然而，这种碳氟聚合物还存在临界剪切速率不够高和消除熔体破裂起效时间慢的问题。

美国专利6,642,310发现在碳氟聚合物中引入聚酯，可以明显提高临界剪切速率，同时明显加快消除熔体破裂起效时间，但是加入聚酯会导致分散困难的问题，从而造成薄膜制品表面晶点的缺陷。

因此，需要一种加入热塑性聚烯烃熔体后既能分散均匀又能显著提高临界剪切速率和明显加快消除熔体破裂起效时间的含氟聚合物加工助剂。

发明内容

本发明提供一种在能热塑性聚烯烃熔体中分散均匀、临界剪切速率足够高和消除熔体破裂起效时间足够快的多层核壳结构的含氟聚合物颗粒，从而在高挤出速率下减少挤出制品的表面缺陷。

本发明的多层核壳结构的含氟聚合物颗粒以其总重量为基准包括：

a)20-80重量％氟碳聚合物核芯材料，

b)5-30重量％由丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸酯共聚物或其混合物构成的中间层，和

c)15-50重量％熔点为50-100℃的聚合物外层；

所述含氟聚合物颗粒的平均粒径为0.1-10毫米。

本发明还提供一种热塑性聚烯烃制品，它包括：

i)1000重量份热塑性聚烯烃，和

ii)0.1-5重量份上述的多层核壳结构的含氟聚合物颗粒。

在热塑性聚烯烃中，添加少量本发明多层核壳结构的含氟聚合物颗粒可以显著减少挤出制品表面缺陷，降低挤出压力，能够更快地达到起效时间，同时减少薄膜制品中晶点数量，提高薄膜透明性。

附图说明

图1表示本发明多层核壳结构的含氟聚合物颗粒的一个实施方式的电镜照片。

图2表示本发明多层核壳结构的含氟聚合物颗粒加入热塑性聚烯烃中的显微分散照片。

具体实施方式

在本发明的多层核壳结构的含氟聚合物颗粒中，碳氟聚合物核芯材料一般占含氟聚合物颗粒总重量的80-20重量％，优选占70-30重量％。

该碳氟聚合物核芯材料一般是不饱和含氟单体的均聚物或多种单体的共聚物。含氟单体包括一氯三氟乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯、氟烷基乙烯、氟烷基氟乙烯基醚等含氟烯烃均聚物或共聚物，例如聚四氟乙烯、六氟丙烯-四氟乙烯共聚物F46、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物F26、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物F40、四氟乙烯-乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯-乙烯基醚共聚物等含氟聚合物。

该碳氟聚合物核芯材料一般通过自由基乳液聚合法制得，碳氟聚合物颗粒的平均粒径一般为0.1-0.4微米，优选为0.15-0.25微米。该碳氟聚合物的重均分子量一般为10-1000万，优选为50-500万。

在本发明的多层核壳结构的含氟聚合物颗粒中，(甲基)丙烯酸酯共聚物中间层一般占含氟聚合物颗粒总重量的30-5重量％，优选占30-10重量％。

该(甲基)丙烯酸酯共聚物中间层包括甲基丙烯酸C_1-4烷基酯与α，β-烯键不饱和羧酸的共聚物，优选的是(甲基)丙烯酸C_1-4烷基酯与甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸或富马酸的共聚物，更优选的是(甲基)丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸或马来酸的共聚物。甲基丙烯酸C_1-4烷基酯单元的含量约占该共聚物的99-70重量％，优选为95-75重量是％，α，β-烯键不饱和羧酸单元占该聚合物的1-30重量％，优选为5-25重量％。