[发明专利]一种无规共聚聚丙烯热成型树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种无规共聚聚丙烯热成型树脂及其制备方法，制备方法包括将催化剂体系、氢气、丙烯及乙烯混合进行第一步丙烯与乙烯的聚合反应，得到无规共聚聚丙烯；向无规共聚聚丙烯中加入主抗氧剂1,3,5‑三甲基‑2,4,6‑三（3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苄基）苯、辅助抗氧剂三(2,4‑二叔丁基苯基)亚磷酸酯、吸酸剂硬脂酸钙、山梨醇类成核剂和醛类去除剂混合，挤压造粒后得到无规共聚聚丙烯热成型树脂。本发明提高了聚丙烯树脂熔融转变的起始温度，拓宽了热成型的温度窗口，避免了热成型板材的流挂或起波纹，减小了制品的膨胀和收缩变形。

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯树脂，具体涉及一种无规共聚聚丙烯热成型树脂，同时本发明还涉及该树脂的制备方法和应用。

背景技术

热成型是指以热塑性塑料片材为成型对象的二次成型技术，将板、片材热压成半封闭盒形件的成型方法将聚合物片材。具体通过加热热塑性片材使其软化后采用压力(真空或正压)使热塑性塑料片材作用于模具表面，冷却定型，切边后即可获得薄壳状敞口制品。而透明热成型片材作为食品、医疗器械、医药品、电子部件、文具、杂货等的包装材料被广泛使用。随着透明热成型产品市场的日益扩大，对透明热成型专用料的需求量也在不断上升。目前热成型的原料有聚苯乙烯(PS)、对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚丙烯(PP)。但PS、PET耐热性差，不可用于热饮杯和需要热灌装的容器；而经过透明改性的聚丙烯PP在透明度和光泽度可与PS、PC、PET相媲美，且无毒、质轻、价廉，具有较高的热变形温度，可用于制作一次性饮水杯、餐具、果冻杯、牛奶杯和雪糕杯等清洁性热成型饮料杯。因此，从环境保护、耐热刚性等方面出发，与PET和PS相比具有更大的优势。

在低端透明性和高韧性的热成型加工需求应用中，由于聚丙烯材料本身的耐冲击性差，目前许多下游生产厂家使用普通的均聚聚丙烯如T30S树脂中添加普通的透明剂、弹性体等物理共混改性做透明有韧性的热成型制品以降低成本，但存在混合不均匀造成产品质量不稳定，制备的杯碗等透明性波动较大，壁厚不均匀，耐低温冲击性能差等问题。而在中高端透明热成型制品的市场应用中，一般都以均聚聚丙烯T30S、透明剂和POE弹性体直接物理共混来降低成本，但仍存在共混不匀，透明性不够，POE弹性体与PP兼容性差导致冲击韧性低，生产过程复杂，生产效率低等诸多问题。

此外，目前常用添加的聚丙烯透明成核剂有山梨醇类、有机羧酸金属盐、取代芳基杂环磷酸盐、脱氢枞酸盐类、支化酰胺类等。山梨醇类成核剂虽然能大大提高聚丙烯的透明性，但由于添加量过高易产生醛类使得聚丙烯树脂产生刺鼻难闻的气味且使加工成品的黄色指数较高，有机羧酸金属盐对于改善聚丙烯的刚韧平衡性较好，缩短热成型加工时间，但透明性改善性不如山梨醇类，取代芳基杂环磷酸盐类能大幅度提高聚丙烯的刚性，但各向异性收缩将引起较大的翘曲，且与吸酸剂低成本的硬脂酸钙兼容性差，脱氢枞酸盐类一般由普通松香歧化分离而得，可以有效改善聚丙烯的力学性能，但是对聚丙烯透明性的改善不太理想，且使聚丙烯制品带色，支化酰胺类透明成核剂还未大批量商业化生产。因此在这几种透明成核剂的选择中，山梨醇类成核剂成为超透明助剂的优选，但需要解决其在储存或使用过程中易分解产生的醛类而引起的气味和染色等问题。

从聚丙烯的热成型加工应用来说，其中一个难点是聚丙烯的热成型温度窗口范围窄，在特定的温度下熔融：在该熔融温度附近几度内流动性太大，因此，聚丙烯的加工窗口仅为约3℃，使树脂在这个很窄的加工窗口内足够柔软以便于拉伸和成型，同时又保证板材的完整性，在加工过程中，板材在被加热时常常流挂或起波纹而变形导致热成型制品的厚度不均匀、各向异性的热膨胀和收缩。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种无规共聚聚丙烯热成型树脂及其制备方法和应用，通过对山梨醇类成核剂1，3:2，4-二(3，4-二甲基亚苄基)山梨醇的使用，提高了聚丙烯树脂熔融转变的起始温度，拓宽了热成型的温度窗口，避免了热成型板材的流挂或起波纹，减小了制品的膨胀和收缩变形；醛类去除剂聚乙烯醇能消除单纯使用山梨醇类成核剂分解形成的醛类物质，降低气味和黄色指数，两者的复合使用使最终的加工成品保持优异的透明性能的同时，具有较好的感观性能。