[发明专利]一种高熔体强度聚丙烯及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，公开一种高熔体强度聚丙烯及其制备方法。所述高熔体强度聚丙烯按质量份数的配方包括：聚丙烯(PP)100份；聚丙烯微蜡粉体(COPP)0.5～5份；纳米二氧化硅(Nano‑SiO₂)0.2～1份；硅烷偶联剂0.002～0.06份；乳化剂0.1～0.8份；溶剂0～24份；抗氧剂0.1～0.2份。本发明采用含羧基官能团的聚丙烯微蜡粉体与纳米二氧化硅反应制备聚丙烯微蜡粉吸载纳米二氧化硅复合物，再与聚丙烯树脂熔融复合，制备了一种高熔体强度聚丙烯。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种高熔体强度聚丙烯及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)是一种非极性的、综合性能优异的热塑性通用塑料，具有密度小、强度高、耐腐蚀和电绝缘性能优良等优点，其薄壁制品还具有良好的透明性。市售PP树脂主要是等规立构聚丙烯，其分子链为线形链结构，属于半结晶聚合物。等规聚丙烯相对分子质量分布窄，熔体强度低，熔融状态下没有应变硬化效应。在注射、挤出、压延等热成型生产过程中，会出现制品边缘卷曲、收缩现象，造成尺寸不稳、厚薄不均等缺陷。纯PP树脂发泡制备泡沫材料，因PP熔体强度低而出现泡孔尺寸较大且分布不够均匀的问题。

提高PP熔体强度的方法主要思路为：(1)直接聚合法，就是在丙烯聚合过程中通过调控Ziegler-Natta催化剂合成高相对分子质量聚丙烯，或者加入二烯烃等交联剂制备具有长链支化结构聚丙烯，该法必须在聚合阶段实施，改变现有聚合工艺；(2)辐射交联法，利用γ射线或者紫外线辐照聚丙烯，剥夺PP分子链上α次甲基氢原子，形成高活性的叔碳自由基，进而发生断链降解和支化交联反应，将聚丙烯的线性结构转变为长支链结构，获得高熔体强度聚丙烯。此法的缺点是很难精确控制PP的支链结构，反而容易引发PP降解，且生产成本较高；(3)化学交联改性，采用动态交联法，将聚丙烯、交联剂(也有文献称为引发剂)、助交联剂和功能性单体经反应性共混，PP发生分子间接枝，形成支化结构，通过助交联剂抑制断链，提高交联度的效果。应用该法制备的高熔体强度PP，由于交联剂残基或未交联的助剂释放，容易产生有毒有害气体或异味；(4)共混改性法，是目前简单且有效的途径。通过在PP中添加高熔体强度聚合物、橡胶弹性体或者填料来提高聚丙烯熔体强度。但是，PP中添加共混物，通常因PP与共混物相容性不好，导致PP力学性能和透明性能下降。

纳米二氧化硅具有无毒，无味，无污染等特点，作为无机填料广泛应用于高分子材料改性领域。现有技术中纳米二氧化硅作为无机增强材料，用于制备具有良好的力学性能的聚丙烯/二氧化硅复合材料，尤其是用于提高PP的刚性。其方法是表面改性的纳米二氧化硅与相容剂、PP经熔融共混造粒，制备纳米二氧化硅改性的PP复合材料。纳米二氧化硅粒径小、比表面积大而极易团聚，表面羟基含量高呈强极性，所以制备聚丙烯/二氧化硅复合材料关键问题是解决纳米二氧化硅与PP的相容性以及纳米二氧化硅在聚丙烯树脂基体内均匀分散。

发明内容

为了解决纯聚丙烯树脂熔体强度低以及纳米二氧化硅与非极性的聚丙烯树脂难以相容和分散均匀的问题，本发明采用含羧基官能团的聚丙烯微蜡粉体与纳米二氧化硅反应制备聚丙烯微蜡粉吸载纳米二氧化硅复合物，再与聚丙烯树脂熔融复合，制备了一种高熔体强度聚丙烯。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种高熔体强度聚丙烯，所述高熔体强度聚丙烯，按质量份数的配方包括：

所述聚丙烯为等规聚丙烯或者乙烯共聚聚丙烯，优选为等规聚丙烯。

所述聚丙烯微蜡粉体为聚丙烯经粉碎法或者研磨法或者其他物理方法获得的细小微粒粉体。

所述聚丙烯微蜡粉体为热塑性或者热固性，优选为热塑性。

所述聚丙烯微蜡粉体为一种羧基化改性的聚丙烯，该改性聚丙烯的分子链结构上含有羧基官能团或者顺丁烯二酸酐基团。