[发明专利]一种耐循环加工的高熔体强度聚丙烯材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种耐循环加工的高熔体强度聚丙烯材料及其制备方法和应用，属于高分子材料技术领域。本发明的耐循环加工的高熔体强度聚丙烯材料，以重量份数计，包括如下组分：聚丙烯50～80份；滑石粉20～40份；改性剂0.1～3份；成核剂0.05～2份；润滑剂0.1～3份；抗氧剂0.2～2份。本发明通过滑石粉增大了材料粘度，且减少了循环加工中的断链，成核剂细化了基体晶核，改性剂提升了各组分的分散性，减少了界面缺陷，结合润滑剂和抗氧剂的协同作用，有效提升了聚丙烯材料的熔体强度，且避免了循环加工过程中的熔体强度降低，可以广泛应用于聚丙烯材料的循环加工制备。本发明的聚丙烯材料的熔体强度为18～30cN，经3次挤出制备后熔体强度仍有48～60％的保持率。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种耐循环加工的高熔体强度聚丙烯材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯是一种通用塑料，具有熔点高、密度低、化学稳定性好、易回收、价格低等优点，但常规的聚丙烯材料由于分子链的线性结构，其熔融状态时无应变硬化效应，导致其熔体强度较低，因此大大限制了聚丙烯的应用。同时，聚丙烯在熔融过程中受设备剪切作用，分子链会产生断链，分子量降低，熔体强度低。另外，聚丙烯的软化点与熔点接近，当温度高于熔点时，其熔体强度和粘度急剧降低，导致热成型时制品壁厚不均，挤出时出现边缘卷曲收缩，挤出、吹塑发泡时出现泡孔塌陷或鼓包等问题。因此，开发熔融状态下具有高熔体强度的聚丙烯材料具有重要意义。

目前，制备高熔体强度聚丙烯的方法一般分为两类：一是聚丙烯与其他成分进行反应改性，如射线辐照法、反应挤出法、反应交联等，但该方法成本高、效率低，不适合工业化大规模生产，应用受限；另一种为聚丙烯与其他聚合物进行共混改性，如熔融共混改性等，该方法操作简单、成本低，可适用于大规模工业化生产。但无论是反应改性还是共混改性制备得到的高熔体强度聚丙烯在加工过程中不可避免会产生一些残次品或边角料，对于挤出或挤出发泡成型的边角料高达40％。为避免边角料的浪费，降低生产成本以及减少环境污染，制件生产商通常将边角料破碎后添加至新料中再次使用。由于受机械破碎以及熔融剪切作用的影响，边角料熔体强度大幅降低，导致制件外观出现问题而无法循环加工使用。

CN110628130A公开了一种适用于3D打印的低收缩聚丙烯材料，低收缩聚丙烯材料，包括以下重量份的组份：均聚聚丙烯100份，引发剂0.01～0.5份，催化剂0.01～0.5份，硅烷偶联剂1～7份，β成核剂0.04～0.1份，玻璃纤维0～10份，碳酸钙0～10份，滑石粉0～10份，稳定剂0.05～0.2份。其通过引发剂、硅烷偶联剂和催化剂对均聚聚丙烯进行化学交联改性，提升聚丙烯材料的熔体强度。但是该聚丙烯材料也只是提供了一种反应交联制备高熔体强度聚丙烯的方法，并未解决聚丙烯循环加工过程中的熔体强度大幅降低，无法循环加工使用的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有聚丙烯材料在循环加工使用中熔体强度大幅降低，无法循环加工使用的缺陷和不足，提供一种耐循环加工的高熔体强度聚丙烯材料。

本发明的又一目的在于提供一种耐循环加工的高熔体强度聚丙烯材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种耐循环加工的高熔体强度聚丙烯材料在挤出、吹塑、挤出发泡和吹塑发泡制备塑料制件中的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种耐循环加工的高熔体强度聚丙烯材料，

以重量份数计，包括如下组分：

聚丙烯50～80份；滑石粉20～40份；改性剂0.1～3份；成核剂0.05～2份；润滑剂0.1～3份；抗氧剂0.2～2份，

其中改性剂为酞酸酯类偶联剂、氨基硅烷类偶联剂、铝钛复合偶联剂、环氧硅烷偶联剂和PP接枝改性剂中一种或几种，

以重量百分比计，抗氧剂包括20～50％主抗氧剂和50～80％辅助抗氧剂，