一种聚丙烯组合物和聚丙烯材料制造技术

本发明专利技术提供了一种聚丙烯组合物和聚丙烯材料。所述聚丙烯组合物含有聚丙烯和增韧剂；所述聚丙烯的分子量分布指数为2.5-5.5，分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PIHT大于1.9；所述增韧剂含有热塑性弹性体和/或粉末橡胶。所述聚丙烯组合物具有较高的抗冲击强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚丙烯组合物和聚丙烯材料。
技术介绍
聚丙烯作为重要的聚烯烃领域的重要成员，因其原料来源丰富、质量轻、耐溶剂、易加工等优异的综合性能，已广泛应用于汽车工业、家用电器、食品包装、建筑装潢等多个领域，是通用塑料产品的重要组成部分。然而，聚丙烯属于脆性材料，冲击强度较差，成型收缩率较大，并且表面硬度相对于其它材料要低，耐划伤性能差，在抗冲、低收缩以及耐划伤方面的应用受到限制。因此，需要通过添加橡胶、热塑性弹性体增韧以及无机填料增刚等方法对聚丙烯进行共混改性，这样能够在一定程度上解决聚丙烯的刚韧平衡。此外，常规高流动聚丙烯树脂通常是采用过氧化物对原分子量分布较宽的聚丙烯原料进行降解得到（得到的聚丙烯通常称为控制流变聚丙烯），然而，由采用这种降解的方法得到的聚丙烯制成的聚丙烯材料的强度较低。此外，过氧化物的使用一方面会增加产品的成本，另一方面会因有机过氧化物的残留所导致的化学反应产生有机挥发物，造成不愉快的气味的产生，在高温条件下使用时，有机挥发物的迁出挥发更加明显，气味也就更加严重，因此，会使最终得到的聚丙烯产品产生不愉快的味道而限制其在某些领域（如医疗卫生、食品等领域）的应用。针对此问题，目前通常的解决办法主要是在聚丙烯材料中添加气味吸收剂。如，CN1840576A公开了通过添加多孔分子筛等吸附剂来降低聚丙烯材料的气味问题，然而，该方法存在吸附平衡的问题。CN101255252A公开了通过添加低分子有机物驱除剂来降低聚丙烯材料的气味问题，然而，该方法存在相容性和持久性的问题。因此，上述方法不能从根本上解决材料本身带来的气味问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有的聚丙烯材料抗冲击强度较差的缺陷，而提供一种具有较高的抗冲击强度的聚丙烯组合物和聚丙烯材料。本专利技术提供了一种聚丙烯组合物，其中，所述聚丙烯组合物含有聚丙烯和增韧剂；所述聚丙烯的分子量分布指数为2.5-5.5，分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PIHT大于1.9；所述增韧剂含有热塑性弹性体和/或粉末橡胶。本专利技术提供的聚丙烯的分子量分布指数较窄且高分子拖尾指数较大，这样能够使得到的聚丙烯组合物和聚丙烯材料具有较高的抗冲击强度。推测其原因，可能是由于：一方面，分子量分布指数较窄的聚丙烯在流动过程中具有更宽的牛顿平台区，其粘度随剪切速率波动的变化较小，挤出量更容易稳定控制，并能够降低在聚丙烯材料制备过程中表面缺陷发生的可能性。另一方面，高分子拖尾指数PIHT越高表明聚丙烯中存在更显著的大分子链尾端。根据聚丙烯均相成核理论，大分子链尾端在结晶中能够优先成核，使聚丙烯的结晶温度升高、结晶速度加快，有利于提高刚性、缩短成型周期并提高成型效率。根据本专利技术的一种优选实施方式，采用两步聚合法制备聚丙烯，第一步在较低的温度下进行预聚合，而第二步则提高了聚合反应的温度，这样能够使得到的聚丙烯不仅具有较窄的分子量分布和较大的高分子拖尾指数PIHT，还具有较高的等规度，从而使聚丙烯本身具有较高的结晶度和结晶规整度，使聚丙烯中仅有少量的无定形区，有利于抗冲击性能的进一步提高。此外，采用该优选的方法制备聚丙烯，还解决了过氧化物残留的问题，所得的聚丙烯基本无味，可满足更多领域应用的需要。根据本专利技术的另一种优选实施方式，当所述增韧剂为热塑性弹性体和粉末橡胶的混合物时，不仅能够起到更好的增韧作用，还能够促进其他助剂如无机填料在聚丙烯基体中的分散，得到的聚丙烯组合物具有更为优异的力学性能。此外，本专利技术还提供了由所述聚丙烯组合物中的各组分熔融挤出成型得到的聚丙烯材料。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供的聚丙烯组合物含有聚丙烯和增韧剂；所述聚丙烯的分子量分布指数为2.5-5.5，分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PIHT大于1.9；所述增韧剂含有热塑性弹性体和/或粉末橡胶。PIHT越高则表明聚丙烯中存在更显著的大分子链尾端。所述高分子拖尾指数PIHT按以下公式计算得到：PIHT=105×(Mz/Mp)/Mw，其中，Mp为峰位分子量，Mw为重均分子量，Mz为Z均分子量，单位为g/mol。所述Mp、Mw、Mz以及分子量分布指数可以通过凝胶渗透色谱仪（GPC）进行测定。本专利技术对上述聚丙烯组合物中的增韧剂的含量没有特别地限定，例如，以100重量份的所述聚丙烯为基准，所述增韧剂的含量为15-60重量份、优选为20-50重量份、更优选为25-40重量份。根据本专利技术，为了进一步提高所述聚丙烯组合物的力学性能，所述聚丙烯的全同立构五单元组[mmmm]的含量优选大于85%，进一步优选大于90%，更优选大于93%。根据本专利技术，在所述聚丙烯的制备过程中，由于丙烯单体可能发生“2,1”插入和/或“1,3”插入，导致聚丙烯分子链结构的规整性破坏，熔点降低，从而影响聚丙烯的使用温度。如此引起的缺陷结构这里统称为区位异构结构（regio-irregularity）。等规聚丙烯的区位异构结构的结构式示意如下：根据本专利技术，为了进一步提高所述聚丙烯组合物的力学性能，优选情况下，所述聚丙烯不含有丙烯2,1插入和1,3插入所引起的区位异构结构。需要说明的是，这里所说的“不含有”不是指绝对不含有，而是指丙烯2,1插入和1,3插入含量非常低，通常低于0.01%，已经超出了仪器的检测下限。根据本专利技术，所述聚丙烯的结晶温度Tc优选大于115℃，更优选大于120℃，这样能够使得到的聚丙烯经结晶后的晶体结构越完善，从而具有更高的力学性能。根据本专利技术，所述聚丙烯中二甲苯可溶物的含量优选小于4.4重量%，进一步优选小于2.3重量%，更优选小于1.6重量%。通常来说，二甲苯可溶物含量低，聚丙烯的等规度较高，因此刚性较好。此外，对某些应用于接触食品、药品或溶剂的聚丙烯材料来说，二甲苯可溶物含量越低，则可迁移出或被溶解出或萃取出的物质含量越低，使用上更为安全可靠。根据本专利技术，所述聚丙烯可以按照本领域技术人员公知的各种方法制备得到，例如，所述聚丙烯由包括以下步骤的方法制备得到：（1）在齐格勒-纳塔催化剂（Ziegler-Natta）催化剂存在下，将丙烯在-10℃至50℃、0.1-100MPa下进行预聚合，得到预聚倍数为2-3000克聚合物/克催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯组合物含有聚丙烯和增韧剂；所述聚丙烯的分子量分布指数为2.5‑5.5，分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PIHT大于1.9；所述增韧剂含有热塑性弹性体和/或粉末橡胶。

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯组合物含有聚丙烯和
增韧剂；所述聚丙烯的分子量分布指数为2.5-5.5，分子量分布宽度中的高分
子拖尾指数PIHT大于1.9；所述增韧剂含有热塑性弹性体和/或粉末橡胶。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其中，所述聚丙烯的全同立
构五单元组[mmmm]的含量大于85%，优选大于90%，更优选大于93%。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其中，所述聚丙烯不含有丙
烯2,1插入和1,3插入所引起的区位异构结构。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚丙烯组合物，其中，所述聚
丙烯的结晶温度Tc大于115℃，优选大于120℃。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚丙烯组合物，其中，所述聚
丙烯中二甲苯可溶物的含量小于4.4重量%，优选小于2.3重量%，更优选小
于1.6重量%。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚丙烯组合物，其中，所述聚
丙烯在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率MFR为
10-50g/10min，优选30-50g/10min。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚丙烯组合物，其中，所述聚
丙烯由包括以下步骤的方法制备得到：
（1）在齐格勒-纳塔催化剂存在下，将丙烯在-10℃至50℃、0.1-100MPa
下进行预聚合，得到预聚倍数为2-3000克聚合物/克催化剂、优选为3-2000
克聚合物/克催化剂、更优选为50-300克聚合物/克催化剂的丙烯预聚物；
（2）在91-15...

【专利技术属性】
技术研发人员：初立秋，张师军，李杰，邹浩，邵静波，王良诗，杨芝超，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11