一种高韧性聚丙烯塑料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种高韧性聚丙烯塑料，属于塑料硬包装领域，旨在提供一种高韧性的聚丙烯塑料及PP薄壁塑料容器，其技术方案要点如下，一种高韧性聚丙烯塑料由聚丙烯、蓖麻油改性超支化聚氨酯和丙烯酰胺基甲基取代纤维素酯聚合物制备。该塑料具有高熔融指数，高韧性，良好拉伸性能，适用于薄壁注塑成型。本发明专利技术还公开了高韧性聚丙烯塑料的制备方法，包括如下步骤：A1.将聚丙烯，蓖麻油改性超支化聚氨酯，丙烯酰胺基甲基取代纤维素酯聚合物投入混合机中搅拌混匀；A2.将A1中的混合物料挤出造粒。本发明专利技术还公开了高韧性聚丙烯塑料的用途，高韧性聚丙烯塑料经注塑、拉伸、吹塑得到PP薄壁塑料容器。该PP薄壁塑料容器具有高韧性、抗跌性好的优点。

A high toughness polypropylene plastic and its preparation method and Application

The invention discloses a high toughness polypropylene plastic, which belongs to the field of plastic hard packaging. The purpose of the invention is to provide a high toughness polypropylene plastic and a thin-walled polypropylene plastic container. The technical scheme points are as follows. A high toughness polypropylene plastic is prepared from polypropylene, castor oil modified hyperbranched polyurethane and acrylamide methyl substituted cellulose ester polymer. The plastics have high melting index, high toughness and good tensile properties, and are suitable for thin-wall injection moulding. The invention also discloses a preparation method of high toughness polypropylene plastics, including the following steps: A1. Putting polypropylene, castor oil modified hyperbranched polyurethane, acrylamide methyl substituted cellulose ester polymer into mixer to mix and mix; A2. extruding and granulating the mixture in A1. The invention also discloses the use of high toughness polypropylene plastics, and the thin-walled plastic container of PP is obtained by injection, stretching and blow moulding of high toughness polypropylene plastics. The PP thin-wall plastic container has the advantages of high toughness and good drop resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性聚丙烯塑料及其制备方法和用途
本专利技术涉及塑料硬包装领域，更具体地，涉及一种高韧性的聚丙烯塑料。
技术介绍
随着国际油价的节节高涨，追逐轻量化、低成本逐渐成为塑料硬包装的主要趋势。薄壁注塑从节约资源、节能减排的角度出发，受到人们的重视。但是薄壁注塑一般需要采用高熔融指数的材料，而高熔指的聚丙烯较脆，韧性低，导致制备的PP薄壁塑料容器抗冲击性差。添加增塑剂可提高塑料制品柔韧性，改善抗冲击性。环氧大豆油、改性蓖麻油脂等改性植物油类增塑剂，因其可再生、可降解的环保特性，使其成为增塑剂研究领域的热点。但是增塑剂的分子量小，易迁移、析出，限制了它在塑料中的使用。采用合成橡胶，如三元乙丙橡胶(EPDM)，与PP共混是常用的一种增韧方式，但随着EPDM本身的一些缺陷，如热稳定性、加工性等，促使人们寻找性能更优的替代品。聚烯烃弹性体(POE)在克服EPDM增韧不足等问题的同时，可使PP变得透明。在PP/POE共混体系中，随着POE用量(≤40％)的增加，体系冲击强度明显提升，但热变形温度、拉伸弹性模量、拉伸强度等均大幅下降。无机填料填充改性聚丙烯，不仅可以提高共混物的抗冲性能，还不会降低其刚性和拉伸强度，其作用机理与橡胶增韧PP相同，通过改变PP的大球晶结构，从而改善其韧性和低温脆性。常用的无机填料包括二氧化硅、氧化石墨烯、玻璃纤维等，但无机填料填充改性中，常出现基体中分布不均，发生团聚等问题。因此，现有技术中没有任何一种聚丙烯塑料能够满足薄壁塑料对韧性、拉伸性能的要求。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种高韧性的聚丙烯塑料，该塑料具有高熔融指数，高韧性，良好拉伸性能，适用于薄壁注塑成型。本专利技术的第二个目的是提供一种高韧性的聚丙烯塑料的制备方法，具有同样的效果。本专利技术的第三个目的是提供一种高韧性、抗跌性好的PP薄壁塑料容器。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高韧性聚丙烯塑料，由如下组分制备：聚丙烯、蓖麻油改性超支化聚氨酯、丙烯酰胺基甲基取代纤维素酯聚合物。进一步的，按照质量百分数计算，聚丙烯65～85％，蓖麻油改性超支化聚氨酯13～28％，丙烯酰胺基甲基取代纤维素酯聚合物2～8％。进一步的，按照质量份数计算，蓖麻油改性超支化聚氨酯由如下组分制备：小分子多元醇0.3～0.7份、二羟基酸5.5～11.7份、二异氰酸酯24.3～36.5份、大分子二元醇31.0～55.0份、蓖麻油酸14.0～21.5份和羟基丙烯酸酯1.0～3.7份。进一步的，蓖麻油改性超支化聚氨酯的制备还包括催化剂。本专利技术先通过小分子多元醇与二羟基酸反应，形成超支化结构，然后与二异氰酸酯和大分子二元醇反应，制备超支化聚氨酯，最后引入蓖麻油酸和羟基丙烯酸酯，形成蓖麻油酸链段包覆在外、超支化聚氨酯在内的核壳聚合物。本专利技术的蓖麻油改性超支化聚氨酯分子量大，耐迁移析出，且黏度小，适用于高融指体系；其聚氨酯链段可提供良好柔韧性，表面的蓖麻油酸链段起增塑、增韧作用，可降低聚丙烯体系的脆性，增大抗冲击强度。进一步的，聚丙烯的熔融指数为20～70g/10min。本专利技术提供的聚丙烯可根据产品加工条件和使用性能要求等，选用不同熔融指数的聚丙烯，当聚丙烯用于制备薄壁塑料容器时，聚丙烯的熔融指数为20～70g/10min最佳。进一步的，小分子多元醇为丙三醇、三羟甲基丙烷或季戊四醇中的任意一种或几种的混合物。进一步的，二羟基酸为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸或羟基苯甲酸中的任意一种或几种的混合物。进一步的，二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、间苯二甲撑二异氰酸酯(XDI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)或二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的任意一种或几种的混合物。进一步的，大分子二元醇为聚酯二元醇或聚醚二元醇中的任意一种或几种的混合物。进一步的，大分子二元醇的分子量为400～1000。进一步的，羟基丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯中的任意一种或两种的混合物。羟基丙烯酸酯的羟基与异氰酸酯基反应，从而在超支化聚氨酯表面引入丙烯酸双键，与蓖麻油酸链段上的双键相比，丙烯酸双键的反应活性高，在加工过程中，可与丙烯酰胺基甲基取代纤维素酯聚合物交联反应，形成网络结构，提高混合塑料体系的拉伸性能和热变形温度。进一步的，蓖麻油改性超支化聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：S1.将小分子多元醇和二羟基酸混合，升温至160～200℃，加入催化剂A反应，得到端羟基的超支化预聚物；S2.降温至70～90℃，在步骤S1的产物中加入二异氰酸酯、大分子二元醇和催化剂B，反应至羟值达理论值，加入蓖麻油酸和羟基丙烯酸酯，继续反应得到蓖麻油改性超支化聚氨酯。进一步的，催化剂A为钛酸四异丁酯、钛酸异丙酯、对甲苯磺酸、醋酸锑中的任意一种或几种的混合物。进一步的，催化剂B为聚氨酯合成的常用催化剂，包括有机锡催化剂或有机铋催化剂。进一步的，丙烯酰胺基甲基取代纤维素酯聚合物为DYMAX公司的JL-106E添加剂。丙烯酰胺基甲基取代纤维素酯聚合物除可与蓖麻油改性超支化聚氨酯表面的丙烯酸双键反应，增大体系强度外，还可提高体系透明度和耐化学性。进一步的，一种高韧性聚丙烯塑料的制备方法，包括如下步骤：A1.将聚丙烯，蓖麻油改性超支化聚氨酯，丙烯酰胺基甲基取代纤维素酯聚合物投入混合机中搅拌混匀；A2.将A1中的混合物料挤出造粒。进一步的，造粒采用双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的温度设置为280～300℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为100～500rpm。进一步的，一种高韧性聚丙烯塑料的用途，将高韧性聚丙烯塑料经注塑、拉伸、吹塑得到PP薄壁塑料容器。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1.本专利技术合成一种超支化聚氨酯为核，蓖麻油酸为壳的蓖麻油改性超支化聚氨酯，该聚合物黏度小，适用于高融指聚丙烯体系；其聚氨酯链段可提供良好柔韧性，包覆在外的蓖麻油酸可充分发挥增塑、增韧作用，降低聚丙烯体系的脆性，增大抗冲击强度；另外，聚合物分子量大，与小分子量的改性植物油类增塑剂相比，其耐迁移析出。2.本专利技术还在蓖麻油改性超支化聚氨酯中引入丙烯酸双键，其在加工过程中，可与丙烯酰胺基甲基取代纤维素酯聚合物交联反应，形成网络结构，从而提高塑料体系的拉伸模量、强度，以及热变形温度。3.本专利技术的高韧性PP薄壁塑料容器透光率高，无迁移析出，抗冲击强度高、拉伸性能和耐热变形性优良。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。一种高韧性聚丙烯塑料，由如下组分制备：聚丙烯、蓖麻油改性超支化聚氨酯和丙烯酰胺基甲基取代纤维素酯聚合物。其中，按照质量百分数计算，聚丙烯65～85％，蓖麻油改性超支化聚氨酯13～28％，丙烯酰胺基甲基取代纤维素酯聚合物2～8％。按重量份计算，蓖麻油改性超支化聚氨酯由如下物质制备：小分子多元醇0.3～0.7份、二羟基酸5.5～11.7份、二异氰酸酯24.3～36.5份、大分子二元醇31.0～55.0份、蓖麻油酸14.0～21.5份和羟基丙烯酸酯1.0～3.7份。蓖麻油改性超支化聚氨酯制备方法如下：S1.将小分子多元醇和二羟基酸混合，升温至160～200℃，加入催化剂A反应，得到端羟基的超支化预聚物；S2.降温至70～9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高韧性聚丙烯塑料，其特征在于，由如下组分制备：聚丙烯、蓖麻油改性超支化聚氨酯和丙烯酰胺基甲基取代纤维素酯聚合物。

【技术特征摘要】
1.一种高韧性聚丙烯塑料，其特征在于，由如下组分制备：聚丙烯、蓖麻油改性超支化聚氨酯和丙烯酰胺基甲基取代纤维素酯聚合物。2.根据权利要求1所述的一种高韧性聚丙烯塑料，其特征在于，所述蓖麻油改性超支化聚氨酯按重量份计算由如下物质制备：小分子多元醇0.3~0.7份、二羟基酸5.5~11.7份、二异氰酸酯24.3~36.5份、大分子二元醇31.0~55.0份、蓖麻油酸14.0~21.5份和羟基丙烯酸酯1.0~3.7份。3.根据权利要求2所述的一种高韧性聚丙烯塑料，其特征在于，所述小分子多元醇为丙三醇、三羟甲基丙烷或季戊四醇中的任意一种或几种的混合物。4.根据权利要求2所述的一种高韧性聚丙烯塑料，其特征在于，所述二羟基酸为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸或二羟基苯甲酸中的任意一种或几种的混合物。5.根据权利要求2所述的一种高韧性聚丙烯塑料，其特征在于，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、间苯二甲撑二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或几种的混合物。6.根据权利要求2所述的一种高韧性...

【专利技术属性】
技术研发人员：丘日才，郑宏涛，苏亮亮，
申请(专利权)人：江苏南方包装有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32