[发明专利]一种高熔体强度聚丙烯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚丙烯改性技术领域，具体涉及一种高熔体强度聚丙烯，本发明还提供一种高熔体强度聚丙烯的制备方法。

背景技术

聚丙烯是一种性能优良的热塑性树脂，具有密度小、无毒、易加工、耐腐蚀、电绝缘性好等优点，在汽车工业、家用电器、电子、包装及建材等方面具有广泛的应用，是当今用量增速最快的通用高分子材料之一。

由于聚丙烯分子链基本为线型结构，并且为半结晶材料，软化点与熔点很接近，超过熔点后熔体强度迅速降低，耐熔垂性差，这限制了其在热成型、挤出涂布、发泡和吹塑等领域的应用。因此，提高高熔体强度聚丙烯强度对开发聚丙烯新产品和拓宽聚丙烯的应用领域具有重要意义。

提高聚丙烯的熔体强度可通过提高分子量，加宽分子量分布和引入长支链结构来实现。目前主要通过射线辐照、原位聚合、反应挤出等方法来提高聚丙烯的熔体强度。

通过射线辐射产生自由基，在线性聚丙烯主链上引入长支链结构，是目前较成功制备出高熔体强度聚丙烯的工业化方法。Hmont公司(US5605936A)和Bassell公司(US6306970B1)分别公开了采用低温真空或氮气中辐照聚丙烯产生自由基，然后升温接枝，成功制备出高熔体强度聚丙烯。该方法制备的高熔体强度聚丙烯不含有凝胶，熔体拉伸时表现出明显的应变硬化现象。但该方法设备投资较高，操作复杂。

原位聚合法是利用茂金属催化剂在丙烯共聚合反应中产生长支链结构。在丙烯聚合体系中加入非共轭二烯(Polymer，2004，45，2099-2110)或端基带有乙烯基双键(-CH＝CH₂)的聚丙烯大分子单体(US6225432)，通过原位聚合得到长链支化聚丙烯。但是由于非共轭二烯的环化和交联，大分子单体的位阻效应，导致聚丙烯主链上引入的长支链数量较少。

反应挤出法设备和工艺简单，具有高效、经济和实用的优点，适合大规模工业化生产。但在熔融反应挤出过程中聚丙烯的降解与交联，聚合物接枝与单体的均聚是该方法面临的主要问题。专利CN100569818和CN101376683在聚丙烯熔融接枝反应体系中加入二硫代甲酸酯类化合物和二硫代氨基甲酸盐类物质作为自由基可逆稳定剂，有效的抑制了过氧化物引发而产生的聚丙烯的解，制备出高熔体强度聚丙烯。外加的这类物质受热释放出的自由基可以和聚丙烯主链上的自由基可逆的结合，从而起到稳定自由基抑制降解聚丙烯的目的，但是这样会使反应体系中可接枝聚丙烯自由基数目减少，降低单体的接枝效率；另外所采用的单体为丙烯酸酯类化合物，该类单体极性较大在聚丙烯中的分布不均匀，导致所制备的高熔体强度高熔体强度聚丙烯均匀性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种高熔体强度聚丙烯。

本发明的另一目的是提供一种高熔体强度聚丙烯的制备方法，解决了现有技术中存在的熔体均匀性差及熔体拉伸时容易出现拉丝的问题。

本发明所采用的第一技术方案是，一种高熔体强度聚丙烯，按照重量份包括以下组分：聚丙烯100份，接枝单体0.5-5份，引发剂0.01-1份，惰性加工助剂0.1-10份。

进一步地，接枝单体的结构式如下：

其中，R的结构为：

中的一种。

进一步地，聚丙烯为均聚聚丙烯或/和共聚聚丙烯，聚丙烯的熔融指数为0.5-20g/10min。

进一步地，聚丙烯为粒料或粉料。

进一步地，引发剂为二异丙苯过氧化氢、蒎烯基过氧化氢、过氧化二异丙苯、双(过氧化叔丁基)二异丙苯、叔丁基枯基过氧化物、4，4-双(叔丁过氧基)戊酸正丁酯、2，2-双(叔丁过氧基)丁烷、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁过氧基)己烷、二叔丁基过氧化物、二叔戊基过氧化物、叔丁基过氧碳酸异丙酯或2，5-二甲基-2，5-二(叔丁过氧基)己炔中的一种。

进一步地，惰性加工助剂为抗氧剂、润滑剂、耐候剂、着色剂或脱模剂中的一种。

本发明所采用的第二技术方案是，一种高熔体强度聚丙烯的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、称量：按照重量份称量以下组分：聚丙烯100份，接枝单体0.5-5份，引发剂0.01-1份，惰性加工助剂0.1-10份；

步骤2、预混合：将聚丙烯、接枝单体、引发剂和惰性加工助剂进行预混合；