[发明专利]一种聚丙烯组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及聚丙烯材料领域，具体地，公开了一种聚丙烯组合物及其制备方法和应用。该聚丙烯组合物含有基础树脂、β成核剂、抗氧剂和色母粒，所述基础树脂含有均聚聚丙烯、第一乙烯丙烯共聚物以及任选的第二乙烯丙烯共聚物，所述第一乙烯丙烯共聚物的熔体质量流动速率为0.1‑0.7g/10min，乙烯重量含量为4‑14％，橡胶相重量含量为8‑22％，所述第二乙烯丙烯共聚物的熔体质量流动速率为0.4‑1.4g/10min，乙烯重量含量为12‑26％，橡胶相重量含量为26‑50％。采用本发明所述的聚丙烯组合物制备的管道的长期静液压热稳定性较高。

技术领域

本发明涉及聚丙烯材料领域，具体地，涉及一种聚丙烯组合物及其制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯自从上世纪60年代投入使用以来，以其优良的机械性能和抗化学腐蚀性能，而成为在工业应用上最重要的材料之一。

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。自从β晶PP问世以来，其在商业应用上已显现出良好的发展前景。与传统的α晶型PP相比，β晶PP具有室温和低温冲击强度好(提高数倍)，热变形温度高(提高15-20℃)，在高速拉伸下表现出较高的韧性和延展性，不易脆裂，这些特点大大拓展了聚丙烯的应用领域。β晶PP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PP中添加β晶型成核剂，已成为高β晶含量PP最有效的制备方法。

β晶型成核剂种类较多，大致可分为有机类和无机类，第一类是具有准平面结构的稠环化合物如γ晶型喹吖啶酮红染料E3B、三苯二噻嗪等，但这类成核剂为有色化合物，易给PP带来杂色；第二类是DE3610644A1、EP0682066A1、CN1004076B等专利申请中公开的第ⅡA族金属元素的某些盐类及二元羧酸的复合物，如庚二酸钙或硬脂酸钙/庚二酸复合物，但这类成核剂本身在挤出、注射等加工成型过程中容易受热分解，形成的析出物影响制品质量；第三类是芳香酰胺类化合物，山西化工研究所开发出高效的β晶成核剂TMB-4(取代芳酰胺类)和TMB-5(取代苯酰胺类)；第四类是我国广东炜林纳功能材料公司生产的稀土配合物β晶型成核剂WBG(在稀土络合复合物的基础上合成了镧的配合物)，日本理化公司新推出的NUSTAR-100成核剂，以及专利申请CN1114651C中公开的稀土配合物类β晶型成核剂，第三类和第四类成核剂具有很高的成核效率且已实现工业化生产，但第四类成核剂的成本因素仍制约着其应用领域。

β晶型聚丙烯改善了普通PP管道的机械性能，与普通PP-H产品相比较，β-PP提高了抗冲击强度，降低了材料的缺口敏感性，尤其在低温条件下，在0℃时的抗冲击性能是普通聚丙烯的两倍以上。其管道的特点是强的耐化学性、高的耐温性以及良好的抗蠕变性，根本原因是β-PP-H管道料均匀致密的微晶结构，降低了不同介质的相互作用。

β-PP-H管道的优点：提高了冲击强度、高的热老化性和耐热性、抗腐蚀性优良、高的长期蠕变强度、高的抗应力开裂性能、耐压性好、良好的耐表面磨损性、结构均匀性及焊接性(熔接性)。

欧洲专利申请EP02011155.5公开了一种具有增加的冲击和刚度性能，尤其是增加了长期性能的聚丙烯组合物。该组合物用于管道和管道系统，可用于流体的运输。该专利申请中采用均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，或者两者的混合物，加入周期表ⅡA族金属的二羧酸盐作为β成核剂，和合适的老化体系，同时加入1-70％的填料，以增加弹性模量所制得的管道用共混料。该专利申请通过在80℃和4.2MPa条件下管道的爆破时间来预测材料长期性能，但其可靠性值得商榷。

中国专利申请CN85100465公开了一种β晶型聚丙烯的生产方法。其β晶型聚丙烯含量在80-93％。该β晶型成核剂由二元酸与周期表ⅡA族金属元素的氧化物、氢氧化物或盐构成，该化合物用于制造高抗冲注射挤出制品，如膜、纤维等。

中国专利申请CN98117531.7公开了一种含有β状晶体的成核(作用)剂的PP组合物。该发明所用成核剂为周期表ⅡA族元素的金属盐类。