一种高增韧聚丙烯树脂组合物及其制备方法技术

一种高增韧聚丙烯树脂组合物及其制备方法。公开的一种高增韧聚丙烯树脂组合物，包括：（1）聚丙烯100%，（2）复配交联剂体系0.5%～3.0%，（3）EPDM/PP型TPV10%～30%，该组合物通过动态硫化加工而成；其中，复配交联剂体系中包括：复合有机过氧化物、硫磺和丙烯酸酯类助交联剂；复合有机过氧化物由两种具有不同半衰期特性的有机过氧化物a、b组成，有机过氧化物a的半衰期为：180℃/1min＜Ta＜230℃/1min，有机过氧化物b的半衰期为：Tb＞250℃/1min，有机过氧化物a与有机过氧化物b的质量比为1∶5～10。本发明专利技术所公开组合物，能显著提高树脂的韧性并保持较好的刚性，适用于非常广泛的领域。本发明专利技术还公开了该组合物的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚丙烯树脂组合物及其制备方法，具体涉及聚烯烃热塑性弹性体(TPV)增韧改性聚丙烯树脂组合物，其通过动态硫化制备上述树脂组合物的方法。
技术介绍
聚丙烯（PP）是当前通用合成树脂中发展最快的品种，PP代替工程塑料用于制造汽车、家电、家具部件是PP材料重要的发展方向之一。但由于PP是半结晶型聚合物，结构上的特点导致树脂的缺口冲击强度低，低温易脆断，收缩率大，抗蠕变性差，大大限制了树脂的进一步应用。由此，PP的高性能化改性研究得到人们的普遍重视并开展了大量研究。PP增韧改性通常采用橡胶、热塑性弹性体与PP共混实现，作为增韧改性的橡胶品种包括三元乙丙橡胶（EPDM）、二元乙丙橡胶（EPR）、顺丁橡胶（BR）、丁苯橡胶（SBS）（如：US4983647、ZL200410011367.X、ZL200310103222.8、US6150442、ZL200510002252.9、ZL01110737.5），等等。虽然用这些弹性体增韧聚丙烯虽然在工业应用上已取得了很大成功，但仍存在着一些问题，如材料的强度、刚性、尺寸稳定性和加工性能都有较大幅度的降低。1962年，美国A.M.Gessler首先提出用动态硫化法制备橡塑共混物（US3037954)以来，动态硫化技术被广泛地用于橡胶或弹性体增韧PP的体系中，可显著地提高PP的韧性，同时又能改进PP共混物体系的强度、刚性等性能（如：US4130535、US4594390、US3758643、>ZL99807124.2、WO92/02582、ZL200510025249等）。陈庆华等采用动态硫化法制备的PP/EPDM型TPV对PP进行增韧改性，试验结果表明，添加TPV可以显著提高PP的抗冲强度，但共混物的刚性有所下降（2002年中国塑料与非金属矿工业发展合作大会论文集）。王维康等人采用β成核的动态硫化iPP/EPDM共混物即热塑性硫化胶(TPV)改性聚丙烯,并与通用增韧剂聚烯烃弹性体(POE)、三元乙丙橡胶(EPDM)增韧聚丙烯进行比较，考察了增韧体系的力学性能、热性能和相形态；结果表明，随增韧剂含量的增加，增韧体系的拉伸屈服强度和弯曲模量均有所下降，而冲击强度提高（高分子材料科学与工程，2011年27卷2期）；TPV改性体系的强度、模量和维卡耐热温度较高，而冲击强度与EPDM改性体系相近，表现出了良好的综合性能，但与改性前相比，TPV改性后的PP制品的刚性和强度会出现明显的降低。CN200610152929.1公开了一种利用两种不同半衰期的过氧化物硫化体系制备热塑性硫化胶（TPV）的方法，用该方法制备的TPV可以明显改善传统TPV的拉伸强度、断裂伸长率以及永久变形等力学性能，但采用该方法得到的制品仍旧是一种热塑性硫化橡胶，该方法并没有给出TPV增韧PP保持良好刚性的解决方案。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种高增韧聚丙烯树脂组合物，该树脂组合物具有优异的韧性和力学强度。本专利技术进一步提出通过动态硫化制备上述组合物的方法。根据以往的研究表明，聚丙烯增韧改性中，由于聚烯烃热塑性弹性体（TPV）的加入会导致树脂的刚性和强度有所下降。采用动态硫化工艺，适度交联TPV可以明显提高TPV在基体树脂PP中的颗粒形态的稳定性，由于增加了长支链的数量，加强了TPV与PP相态的联接程度，再经强剪切作用将交联橡胶均匀分散于塑料相中，同时也会提高橡胶相TPV的刚性，最终获得高韧性、高刚性的树脂组合物。就此，本专利技术提出一种高增韧聚丙烯树脂组合物，以各个组分的质量计，组合物包括：（1）聚丙烯100%，（2）复配交联剂体系0.5%～3.0%，（3）EPDM/PP型TPV10%～30%，优选15%～20%，该组合物通过动态硫化加工而成；其中，复配交联剂体系中包括：复合有机过氧化物0.4%～1.6%，丙烯酸酯类助交联剂0.1%～1.4%；复合有机过氧化物由两种具有不同半衰期特性的有机过氧化物a、b组成，有机过氧化物a的半衰期为：180℃/1min＜Ta＜230℃/1min，有机过氧化物b的半衰期为：Tb＞250℃/1min，有机过氧化物a与有机过氧化物b的质量比为1∶5～10。专利技术所述的高增韧聚丙烯树脂组合物，其中复配交联剂体系还包含硫磺，当含有硫磺时，其中复配交联剂体系复合有机过氧化物0.4～1.6%，丙烯酸酯类助交联剂0.1～1.4%，硫磺0.3～1.0％；优选复合有机过氧化物0.6～1.0%，硫磺0.3～1.0%，丙烯酸酯类助交联剂0.1～1.0％本专利技术所述的高增韧聚丙烯树脂组合物，其中的聚丙烯为均聚或共聚聚丙烯，其熔体流动速率（MFR）0.5～40g/10min，密度0.900～0.921g/cm3。所述的熔体流动速率（MFR）采用GB/T3682—2000所术的方法进行测试，具体是指在230℃，2.16Kg负荷下的测定的熔体流动速率数值。本专利技术所述的高增韧聚丙烯树脂组合物，其中的聚丙烯可以是粒状或粉状聚丙烯，优选粉状聚丙烯树脂。本专利技术所述的高增韧聚丙烯树脂组合物，复合有机过氧化物由两种具有不同半衰期特性的有机过氧化物a、b复合组成：有机过氧化物a的半衰期为：180℃/1min＜Ta＜230℃/1min，选自2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷（BPDH）、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己炔、二叔丁基过氧化物（DTBP）、二特戊基过氧化物（DTAP）中一种，优选DTBP；有机过氧化物b的半衰期为：Tb＞250℃/1min，选自1,1-二甲基乙基-过氧化氢（TB）、叔丁基过氧化氢（TBHP）、特戊基氧化氢（TAHP）中一种，优选TBHP。有机过氧化物a与有机过氧化物b的质量比为1∶5～1：10，优选1：6～1：8。本专利技术所述的过氧化物均为市售产品，应注意的是，其半衰期温度因生产商的不同而略有差别，如：DTBP的半衰期T=190～195℃/1min；TBHP的半衰期T=261～265℃/1min。本专利技术所述有机过氧化物的半衰期是指：有机过氧化物在溶剂(苯或甲苯)中，分解至起始浓度一半时所需时间刚好是1分钟时所需要的温度。本专利技术所述的高增韧聚丙烯树脂组合物，本专利技术所述的丙烯酸酯类助交联剂选自二丙烯酸锌（ZDA）、甲基丙烯酸锌、二甲基丙烯酸锌（ZDMA）、三丙烯酸三羟甲基丙烷酯（TMPTA）中一种，优选ZDMA。助交联剂的加入可明显提高交联效率，降低有机过氧化物用量，提高弹性体的物理机械强度。本专利技术所述的EPDM/PP型TPV为聚烯烃热塑性弹性体TPV，是高度硫化的三元乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高增韧聚丙烯树脂组合物，其特征在于以各个组分质量计，组合物包括：（1）聚丙烯100%，（2）复配交联剂体系0.5%～3.0%，（3）EPDM/PP型TPV10%～30%，该组合物通过动态硫化加工而成；其中，复配交联剂体系中包括：复合有机过氧化物0.4%～1.6%，丙烯酸酯类助交联剂0.1%～1.4%；复合有机过氧化物由两种具有不同半衰期特性的有机过氧化物a、b组成，有机过氧化物a的半衰期为：180℃/1min＜Ta＜230℃/1min，有机过氧化物b的半衰期为：Tb＞250℃/1min，有机过氧化物a与有机过氧化物b的质量比为1∶5～10。

【技术特征摘要】
1.一种高增韧聚丙烯树脂组合物，其特征在于以各个组分质量计，组合物包括：
（1）聚丙烯100%，
（2）复配交联剂体系0.5%～3.0%，
（3）EPDM/PP型TPV10%～30%，
该组合物通过动态硫化加工而成；其中，复配交联剂体系中包括：复合有机过氧化物
0.4%～1.6%，丙烯酸酯类助交联剂0.1%～1.4%；复合有机过氧化物由两种具有不同半衰期
特性的有机过氧化物a、b组成，有机过氧化物a的半衰期为：180℃/1min＜Ta＜230℃/1min，
有机过氧化物b的半衰期为：Tb＞250℃/1min，有机过氧化物a与有机过氧化物b的质量比为
1∶5～10。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于EPDM/PP型TPV为15%～20%。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，其熔
体流动速率0.5～40g/10min，密度0.900～0.921g/cm3。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于聚丙烯为粒状或粉状。
5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于有机过氧化物a与有机过氧化物b的质量
比为1：6～8。
6.根据权利要求1或5所述的组合物，其特征在于有机过氧化物a选自2,5-二甲基-2,5-二叔
丁基过氧化己烷、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己炔、二叔丁基过氧化物、二特戊基过
氧化物中一种；有机过氧化物b选自1,1-二甲基乙基-过氧化氢、叔丁基过氧化氢、特戊基氧
化氢中一种。
7.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于有机过氧化物a为二叔丁基过氧化物，有机
过氧化物b为叔丁基过氧化氢。
8.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于丙烯酸酯类助交联剂选自二丙烯酸锌、甲
基丙烯酸锌、二甲基丙烯酸锌、三丙烯酸三羟甲基丙烷酯中一种。
9.根据权利要求8所述的组合物，其特征在于丙烯酸酯类助交联剂为二...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛承祥，朱博，任静，赵燕，谈敦礼，任春晓，陈红，杨丽萍，薛旭辉，曹凤霞，魏寿祥，郭珺，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11