[发明专利]一种β晶聚丙烯/PET合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种高分子合金材料的制备方法，具体涉及一种高β晶含量的聚丙烯/PET合金的制备方法。

背景技术

聚丙烯有多种晶型，即α、β、γ、δ和拟六方晶。其中以α晶型最为常见，β晶聚丙烯是聚丙烯中的一个新品种，除具有α晶聚丙烯良好的综合性能外，与α晶聚丙烯相比，β晶聚丙烯的冲击强度和热变形温度均大幅度提高，在高速拉伸下显示较高的韧性和延展性。

β晶聚丙烯的形成主要有温度法、剪切取向法和添加成核剂三种方法，其中在聚丙烯中添加β晶成核剂是制备高含量β晶聚丙烯的最有效方法。

然而β晶聚丙烯的屈服强度和弹性模量较α晶聚丙烯低，且β晶聚丙烯不稳定，在一定条件下会转化成α晶聚丙烯。将β晶聚丙烯与性能更加优异的工程塑料共混制备成β晶聚丙烯合金可以大幅提高β晶聚丙烯屈服强度和弹性模量，如聚丙烯/PET合金。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种非常重要的聚酯，由于分子链中含有刚性的苯环和极性的-OH和-COOH端基，刚性、强度和对非极性气体阻隔性能良好，PET无味、无毒、密度低、强度高、气密性好、耐热性好和透明度高等特点，近年来，PET被广泛用于医药、食品和饮料的包装，随着饮料业的发展，PET瓶的用量越来越大。聚丙烯/PET合金既有PET强度和模量高、表面硬度好、耐化学品及耐热等优点，又具有聚丙烯的特性，该合金因其具有较好综合力学性能从而成为电子电气等零部件和结构件的理想塑料合金材料。

现有制备β晶聚丙烯合金是采用共混的方法，但β晶聚丙烯的热力学不稳定性，合金中聚丙烯的β晶含量受第二组分加入的影响，使聚丙烯中β晶含量明显减少甚至消失，以聚丙烯/PET合金的制备为例，当聚丙烯和PET在高温熔融共混，由于β晶成核剂与PET的极性作用，在制备β晶聚丙烯/PET合金的过程中成核剂会迁移到PET相或两相界面，使成核剂对聚丙烯的β-成核作用降低，从而使合金中β晶聚丙烯含量降低甚至消失。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能稳定制备高β晶含量的β晶聚丙烯/PET合金的方法。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

发明提供了一种β晶聚丙烯/PET合金的制备方法，(方法一)将β晶聚丙烯、PET和相容剂混合熔融挤出；或者也可以是(方法二)将β晶成核剂、聚丙烯、PET和相容剂混合熔融挤出。所用相容剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐、或聚丙烯接枝甲基丙烯酸甘油酯中的一种或多种。

相容剂在本发明中对提高产物的β晶含量起了重要的作用。通过引入相容剂，在β晶聚丙烯/PET合金中引进多种界面相互作用，利用相容剂的极性部分与PET的作用、非极性长链部分与聚丙烯基体共结晶或者相容等作用，降低PET的异相成核作用，提高β晶成核剂在聚丙烯的均匀分散而起到高效成核作用，从而得到高含量的β晶聚丙烯；同时，强化β晶聚丙烯/PET合金中各种界面相互作用，从而提高了β晶聚丙烯和PET相容性。

在上述的制备方法中，无论是方法一还是方法二，各物质的配比也对产品的性能有重要影响。发明采用了以下的物质配比：

方法一：β晶聚丙烯与PET的重量比为1～99∶99～1；而β晶聚丙烯和PET重量的加和与相容剂的重量比为100∶1～5。

方法二：聚丙烯与PET的重量比为1～99∶99～1；而聚丙烯和PET重量的加和与相容剂的重量比为100∶1～5；聚丙烯与β-成核剂的重量比为100∶0.1～5。

两种方法的熔融挤出温度均为250～270℃；该挤出过程是在挤出机中进行，转速为30～50rpm。

如果采用方法一，需要预先获得β晶聚丙烯。β晶聚丙烯可以通过以下方法获得：将β晶成核剂与聚丙烯在室温下混合均匀，在200-230℃，转速30-50rpm下熔融挤出。

如果采用方法一，需要采用β晶成核剂，可以是纳米碳酸钙和庚二酸制备的负载型β晶成核剂，或庚二酸钙β晶成核剂；此时β晶成核剂和聚丙烯的重量比为0.1～5∶100。