[发明专利]一种聚烯烃组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚烯烃组合物及其制备方法和应用，所述聚烯烃组合物按重量份计，包括以下组分：烯烃聚合物70‑83份；热塑性弹性体5‑10份；空心玻璃微珠10‑20份；界面相容剂2‑4份；刚性粒子0.5‑2份；加工助剂0.2‑0.5份；所述烯烃聚合物中，环烯烃共聚物的含量大于等于85wt％。本发明提供的聚烯烃组合物具有较高的强度和韧性，同时也具有较低的密度，满足材料功能性要求的同时，符合轻量化发展的要求。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种聚烯烃组合物及其制备方法和应用。

背景技术

2021年元宇宙火遍全球，直接推动了VR/AR产业的发展。根据Statista预测，2024年全球VR/AR市场规模或将突破121亿美元。VR/AR快速发展的同时，背后问题也在不断凸显，如内容质量低、沉浸体验差、成本偏高等，其中头显设备过重、佩戴眩晕、数据传输延时等问题是造成沉浸体验差的主要因素。因此在满足功能性要求的前提下，材料轻质化成为亟需解决的问题。

对于ABS和PC材料，虽然力学性能满足要求，但材料密度偏重，另外可穿戴设备长期接触人体，而ABS和PC耐化学性较差；聚烯烃材料可以同时满足低密度和耐化学的要求，但强度和韧性难以同时满足VR/AR的性能要求。

所以，如何使材料同时具备低密度、高强度以及高韧性，以满足VR/AR的性能要求，是亟需解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出了一种聚烯烃组合物及其制备方法和应用。本发明提供的聚烯烃组合物具有较高的强度和韧性，同时也具有较低的密度，满足材料功能性要求的同时，符合轻量化发展的要求。

具体通过以下技术方案实现：

一种聚烯烃组合物，按重量份计，包括以下组分：

所述烯烃聚合物中，环烯烃共聚物(COC)的含量大于等于85wt％,烯烃聚合物中LLDPE的含量增加对材料韧性几乎无提升，反而会明显降低材料的强度。

进一步地，所述烯烃聚合物在260℃、2.16kg条件下熔体流动速率大于等于5g/10mi n，优选5-10g/10mi n，有利于材料的加工及后续应用过程中的成型，同时与热塑性弹性体的黏度差异较小，有利于增韧剂在基体材料中的分散。熔体流动速率依据GB/T3682.1-2018标准测试。

进一步地，所述热塑性弹性体为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物，其中，苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物中苯乙烯的含量为25％-35wt％，且重均分子量为5万-8万。通过优选苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物中苯乙烯的质量百分比含量和重均分子量，实现热塑性弹性体在烯烃聚合物中具有较小的分散尺寸及分布，能有效地耗散冲击过程能量，实现材料的增韧。

进一步地，所述空心玻璃微珠的抗压强度为6000Ps i-16000Ps i。通常加入空心玻璃微珠后，由于玻璃微珠粒径较大、粒子比表面积小，与树脂接触的总面积小，导致在受到外界冲击时，易产生应力集中，造成材料过早断裂，从而使得材料冲击强度迅速降低。而空心玻璃微珠在破碎后，比表面积增大，与树脂界面作用面积增大，同时不规则的碎片能终止银纹扩散，从而提高材料韧性，一般来说，空心玻璃微珠的粒径越大，壁厚越薄，堆积密度会更低，抗压强度也越低，在加工过程中容易破碎，因而需要优选具有一定抗压强度的玻璃微珠，保证材料减重(破碎率低)与韧性(一定破碎率)的平衡。

具体地，所述界面相容剂为低密度聚乙烯接枝马来酸酐、线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐和乙烯丙烯共聚物接枝马来酸酐中的一种或多种。