[发明专利]一种高熔体强度聚丙烯及其制备方法和用途

说明书

本发明提供一种高熔体强度聚丙烯及其制备方法和用途。本发明是以聚丙烯分子链中引入特殊的短支链马来酸酐为活性基团，通过短支链上的酸酐基团与多元醇分子中醇羟基发生反应，接枝上多元醇形成三维网络状结构，从而制备得到高熔体强度的聚丙烯，且所述聚丙烯还具有优异的力学性能，如拉伸强度、弯曲强度等。本发明创新地将马来酸酸酐接枝聚丙烯作为基体，利用分子链中的短支链马来酸酐为活性基团，使其与多元醇分子中的醇羟基发生反应，通过改变线性聚丙烯结构制备得到熔体强度聚丙烯；本发明是在温和条件下进行，反应温度低、反应时间短，避免高温引起的聚丙烯分子量的降解，进而影响产品的力学性能等。

技术领域

本发明涉及聚丙烯技术领域，具体涉及一种高熔体强度聚丙烯及其制备方法和用途。

背景技术

聚丙烯是目前使用最广泛、增长最快的热塑性树脂之一，因其具有低密度、高熔点、耐热耐腐蚀等性能，被广泛应用于包装、轻工、建筑、电子、电器和汽车等行业。一般工业生产的聚丙烯树脂中，等规结构的聚丙烯含量约为95％。但是等规聚丙烯分子为线型结构，表现为分子量分布相对较窄，致使其熔体强度低和耐熔垂性能差，从而限制其发泡和热成型领域方面的应用。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。因此，制备高熔体强度的聚丙烯显得尤为必要。

为解决这个问题，须将聚丙烯的线性结构转变为长支链结构，在提高熔体强度的同时可有效降低粘度的增长，使聚合物的加工性能仍然保持良好。目前制备高熔体强度聚丙烯的方法主要有四种：(1)直接聚合法是在丙烯聚合过程中加入二烯烃等交联剂制备具有长链支化结构聚丙烯，由于该法必须在聚合阶段实施，聚合条件苛刻，支化结构不可控；(2)辐射交联法是在高能射线作用下，聚丙烯分子链上α甲基失去一个氢原子，形成高活性的叔碳自由基而进行降解和交联反应，将聚丙烯的线性结构转变为长支链结构，制备得到高熔体强度聚丙烯；此法的缺点是不适用与较厚材料的交联，容易引起聚丙烯降解，且生产成本较高；(3)化学交联法是将聚丙烯、引发剂、抗氧剂和多功能团单体共混而发生自由基反应，聚丙烯链间互相连接，形成支化结构，制备得到高熔体强度聚丙烯。该方法具有成本低、使用范围广等特点，被广泛应用制备高熔体强度聚丙烯。但是存在是很难精确控制聚丙烯的支链结构，功能性单体残余，容易产生有毒有害气体或异味等问题；(4)共混改性法是目前简单且有效的途径。通过在聚丙烯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，聚丙烯中添加共混物，通常因聚丙烯与共混物相容性不好，导致聚丙烯力学性能下降。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明提供一种聚丙烯组合物，所述聚丙烯组合物包括如下组分：

(a)马来酸酐接枝聚丙烯；(b)多元醇；和(c)抗氧剂。

根据本发明，所述聚丙烯组合物包括如下质量份的各组分：

(a)马来酸酐接枝聚丙烯100份；(b)多元醇1-50份；(c)抗氧剂0.01-5份。

示例性地，所述多元醇的质量份为1份、2份、3份、5份、10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份或50份。

示例性地，所述抗氧剂的质量份为0.01份、0.02份、0.05份、0.1份、0.2份、0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份。

优选地，所述聚丙烯组合物包括如下质量份的各组分：

(a)马来酸酐接枝聚丙烯100份；(b)多元醇2-10份；(c)抗氧剂0.1-1.5份。

示例性地，所述多元醇的质量份为2份、3份、4份、5份或10份。

示例性地，所述抗氧剂的质量份为0.1份、0.2份、0.5份、0.8份、1份、1.2份或1.5份。

示例性地，所述聚丙烯组合物包括如下质量份的各组分：