[发明专利]一种高熔体强度聚丙烯共混物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯共混物及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)是产量仅次于聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)的三大塑料之一。具有优良的耐热、耐化学腐蚀和电绝缘性，并具有良好的加工性能而广泛应用于机械、化工、电力以及运输等领域。但是，无论是用Ziegler-Natta还是茂金属催化剂催化的PP均为线性结构，其分子量分布相对较窄，使聚丙烯的软化点和熔点接近，熔程较短，熔体强度低，加工性能差。导致热成型时制品壁厚不均，挤出、涂布、压延时出现边缘卷曲、收缩,挤出发泡时泡孔塌陷等问题，限制了聚丙烯在日用、建筑装潢和汽车内外饰品等更广泛领域的应用。

现有申请号为“201310515756.5”发明名称为《一种具有高熔体强度聚丙烯共混物及其制备方法》的发明专利，其公开了一种具有高熔体强度聚丙烯共混物及其制备方法，然而该方法存在以下缺点：①冻干温度范围-60～-10℃较低，能耗大，冻干效率低；②橡胶粉末的用量为0.5％～30％，用量大，改性成本增大；③橡胶粉末活性中心的寿命较短(-25℃，3个月)，共混过程中引发的接枝效率较低，一般为20％～30％；④共混体系中未对自由基活性中心实施转移慢化和稳定等控制，亦未对其所产生的PP降解断链予以修复；⑤预辐照胶乳经冷冻干燥，是为了最大程度地保留活性中心(主要为过氧化物)，该橡胶粉末与聚丙烯融熔共混过程中所产生的初级或次级自由基可原位引发接枝反应，而将粉末粒子通过化学键结合到聚丙烯分子链上，同时，粉末粒子上的极性官能团还可在相容剂的作用下与基体结合增强，二者均使聚丙烯熔体分子链相互运动受阻，以此提高共混物的力学与加工性能。但是，该技术难点在于A、保持冻干橡胶粉末的活性；B、调控体系中活性中心的浓度；C、抑制并控制共混过程中聚丙烯的降解。以上均导致工艺难度增大，制造成本增加。

发明内容

本发明是为解决现有一种具有高熔体强度聚丙烯共混物及其制备方法存在的能耗大、冻干效率低、活性中心寿命短、接枝效率较低以及未对其所产生的PP降解断链予以修复的问题，而提供一种高熔体强度聚丙烯共混物及其制备方法。

本发明的一种高熔体强度聚丙烯共混物由聚丙烯粉末、预辐照聚丙烯粉末、预辐射硫化橡胶粉末、单体助剂和热稳定剂熔融共混而成；

所述的聚丙烯粉末与预辐照聚丙烯粉末的质量比为100：(1～20)；所述的聚丙烯粉末与预辐射硫化橡胶粉末的质量比为100：(1～20)；所述的聚丙烯粉末与单体助剂的质量比为100：(0.5～10)；所述的聚丙烯粉末与热稳定剂的质量比为100：(0.01～1)；

所述的预辐照聚丙烯粉末是将聚丙烯粉末密封入PE袋中并进行电子束处理，其中所述的电子束处理参数为：辐照剂量率为10²kGy/h～10³kGy/h，辐照剂量为0.1kGy～100kGy，辐照时间为0.001h～0.1h，辐照过程中PE袋中的氧气含量为20％～21％；

所述的预辐射硫化橡胶粉末由橡胶胶乳依次经辐照和冷冻干燥制备而成；其中所述的辐照参数为：辐照剂量率为10²kGy/h～10³kGy/h，辐照剂量为5kGy～300kGy，辐照时间为0.05h～0.3h；其中所述的冷冻干燥参数为：冷冻干燥温度为-30～30℃，冷冻干燥时间为10h～20h；其中所述的预辐射硫化橡胶粉末的凝胶分数为45％～99％。

本发明的一种高熔体强度聚丙烯共混物的制备方法按以下步骤进行：

一、预辐照聚丙烯粉末的制备：将聚丙烯粉末密封入PE袋中并进行电子束处理得到预辐照聚丙烯粉末，所述的电子束处理参数为：辐照剂量率为10²kGy/h～10³kGy/h，辐照剂量为0.1kGy～100kGy，辐照时间为0.001h～0.1h，辐照过程中PE袋中的氧气含量为20％～21％；

二、预辐射硫化橡胶粉末的制备：将橡胶胶乳依次经辐照和冷冻干燥后，得到预辐射硫化橡胶粉末；所述的辐照参数为：辐照剂量率为10²kGy/h～10³kGy/h，辐照剂量为5kGy～300kGy，辐照时间为0.05h～0.3h；其中所述的冷冻干燥参数为：冷冻干燥温度为-30～30℃，冷冻干燥时间为10h～20h；