聚烯烃弹性体/低支化超高分子量聚乙烯树脂组合物及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚烯烃弹性体树脂组合物及制备方法。具体地，本发明专利技术提供了一种熔体共混树脂组合物，包括：80

【技术实现步骤摘要】
聚烯烃弹性体/低支化超高分子量聚乙烯树脂组合物及制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料改性和加工成型
，具体地，本专利技术涉及一种原位形成低支化超高分量聚乙烯微纳纤维增强聚烯烃弹性体组合物及制备方法。

技术介绍

[0002]聚烯烃弹性体(POE)是使用耐高温(非)茂金属催化剂通过高温高压溶液共聚技术制造的乙烯/a
‑
烯烃共聚物。通过改变共聚单体的含量和类型、“剪裁”共单体在分子链中的分布、分子量和长支链含量，能调控POE的聚集态结构及其相应的热、力学和流变性能。POE是由无定形软链段和可结晶硬链段化学键合的共聚物。不同链段的热力学不相容性导致形成非均相聚集态结构。在使用温度下，无定形软链段提供橡胶的弹性，以具有可逆热熔化和冷固化的晶体作为物理交联点提供力学强度。高温下，晶体熔融而具有热塑性，从而使用塑料的注塑、挤出和发泡等加工工艺设备加工。与传统硫化橡胶相比，POE呈颗粒形态，容易跟其他聚合物共混，加工成型能耗低，污染少，产品无毒、可回收再利用。POE除了汽车轮胎以外，广泛应用于汽车内外饰件、电线电缆护套、建筑防水卷材、生物医用材料、家电、光伏封装、鞋底和自行车轮胎等。然而，由于耐高温(非)茂金属催化剂和高温高压溶液共聚技术的限制，用于发泡、热成型和吹塑成型的高分子量高熔体强度聚烯烃弹性体只能通过气相流化床反应器技术制造。
[0003]超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的分子量在1
–9×
106g/mol之间，链缠结含量较高，具有自润滑、耐磨损、耐切割、耐低温冲击、耐环境应力开裂性、抗积垢和抗污染和优良的生物相容性。因此，通过溶液凝胶纺丝制造的高强高模UHMWPE纤维广泛应用于耐切割防护手套、防弹背心和船只绳缆等，通过模压成型和挤出制造的材料通过一次成型或二次加工应用于人工关节和特殊板材，通过单螺杆挤出方法制造的管材应用于耐磨和耐高温领域，通过热至相分离和单向拉伸的UHMWPE微孔膜应用于锂电池隔膜。UHMWPE作为高性能工程塑料，也应用于聚丙烯的增韧增强改性和橡胶的耐磨改性。
[0004]UHMWPE纤维强度高、模量高、耐切割和耐腐蚀等特点，广泛应用于增强橡胶材料。复合材料制造主要通过两种方式，第一种是橡胶混炼过程中添加短切UHMWPE纤维，能明显改善橡胶的耐磨擦性能(CN1454928A)。然而，硫化或成型温度高于纤维熔点时，纤维熔化，增强效果降低。另外，短切纤维表面光滑，不易粘附异物，纤维与基体的粘结强度低。另外，纤维与基体的相容性较差，难于与基体粘结，纤维增强橡胶的效果不明显。第二种是采用界面改性方法提高UHMWPE纤维与纤维基体的粘结程度。中国专利CN 104292510A公开了一种通过界面改性技术制备1
‑
10份UHMWPE纤维/橡胶复合材料的方法，虽然复合材料的撕裂强度和纤维的剥离强度均提高，但是复合材料的拉伸模量较低。Aizezi M.等(ACS Appl.Polym.Mater.2019,1,7,1735
‑
1748)把聚烯烃弹性体颗粒与聚丙烯树脂熔体共混形成双连续相结构，通过辐射交联改善聚烯烃弹性体与聚丙烯的相界面，再二次模压使聚丙烯分散相发生取向，与未交联共混物相比，所制备薄膜的100％定伸强度和抗拉强度显著提
高。北京化工大学张立群等通过短切UHMWPE纤维表面化学接枝改性，制备了综合性能优良的橡胶复合材料。总之，上述工艺均需要橡胶的传统加工工艺，连续批量生产制造制品的成本高。
[0005]综上所述，本领域尚缺乏一种成本低，适合连续批量生产的原位形成低支化超高分子量聚乙烯微纳纤维增强聚烯烃弹性体树脂组合物。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种成本低，适合连续批量生产的原位形成低支化超高分子量聚乙烯微纳纤维增强聚烯烃弹性体的熔体共混树脂组合物。
[0007]本专利技术的第一方面，提供了一种熔体共混树脂组合物，其特征在于，所述的组合物中包括：
[0008]80
‑
99.9wt％的聚烯烃弹性体，以及
[0009]0.1
‑
20wt％的低支化超高分子量聚乙烯分散相增强体，其中，所述的低支化超高分子量聚乙烯的支化度小于1/100000C。
[0010]在另一优选例中，所述的低支化超高分子量聚乙烯的粉体形貌为无规则或类球形颗粒，由纳米纤维连接的次级类球形颗粒组成。
[0011]在另一优选例中，所述的低支化超高分子量聚乙烯还具有选自下组的一个或多个特征：
[0012]粘均分子量为1.0
–9×
106g/mol；
[0013]颗粒为大小为40
–
300μm；
[0014]粉体熔点为140
‑
145℃；
[0015]结晶度为65
‑
80wt％。
[0016]在另一优选例中，所述的组合物中原位形成的低支化超高分子量聚乙烯微纳纤维的厚度为50nm
–
1um。
[0017]在另一优选例中，所述的组合物中低支化超高分子量聚乙烯不规则颗粒的大小为100nm
–
50um。
[0018]在另一优选例中，所述的聚烯烃弹性体为至多含50wt％a
‑
烯烃的乙烯/a
‑
烯烃共聚物。
[0019]在另一优选例中，所述的聚烯烃弹性体选自下组：Dow公司的Engage
TM
系列牌号、Mitsui Chemical公司的Tafmer
TM
系列牌号、ExxonMobile公司的VistaMaxx
TM
系列牌号、LG公司的Lucene
TM
系列牌号和SABIC公司的Fortify
TM
系列牌号产品，或其组合。
[0020]在另一优选例中，所述的聚烯烃弹性体中，所述的a
‑
烯烃选自下组：丙烯、1
‑
丁烯、1
‑
己烯、1
‑
辛烯、4
‑
甲基
‑1‑
戊烯，或其组合；优选地，所述的a
‑
烯烃选自下组：1
‑
丁烯、1
‑
辛烯，或其组合。
[0021]在另一优选例中，所述的聚烯烃弹性体的分子量为50
‑
300kg/mol，分子量分布为1.5
‑
3，部分聚烯烃弹性体含有长支链。
[0022]在另一优选例中，所述的聚烯烃弹性体的熔体流动指数为0.2
‑
30g/10min(2.16kg@190℃)，密度为0.85
‑
0.90g/cm3，共聚单体含量≤50wt％。
[0023]在另一优选例中，所述的聚烯烃弹性体的熔点为30
‑
120℃，玻璃化转变温度为
‑
60
‑‑
30℃。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熔体共混树脂组合物，其特征在于，所述的组合物中包括：80
‑
99.9wt％的聚烯烃弹性体，以及0.1
‑
20wt％的低支化超高分子量聚乙烯分散相增强体，其中，所述的低支化超高分子量聚乙烯的支化度小于1/100000C。2.如权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述的低支化超高分子量聚乙烯的粉体形貌为无规则或类球形颗粒，由纳米纤维连接的次级类球形颗粒组成。3.如权利要求1或2所述的熔体共混树脂组合物，其特征在于，所述的低支化超高分子量聚乙烯还具有选自下组的一个或多个特征：粘均分子量为1.0
–9×
106g/mol；颗粒为大小为40
–
300μm；粉体熔点为140
‑
145℃；结晶度为65
‑
80wt％。4.如权利要求1所述的熔体共混树脂组合物，其特征在于，所述的聚烯烃弹性体为至多含50wt％a
‑
烯烃的乙烯/a
‑
烯烃共聚物。5.如权利要求1或4所述的树脂组合物，其特征在于，所述的聚烯烃弹性体中，所述的a
‑
烯烃选自下组：丙烯、1
‑
丁烯、1
‑
己烯、1
‑
辛烯、4
‑
甲基
‑1‑
戊烯，或其组合；优选地，所述的a
‑
烯烃选自下组：1
‑
丁烯、1
‑
辛烯，或其组合。6.如权利要求1所述的树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括步骤：任选的(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾则孜，
申请(专利权)人：中国科学院上海有机化学研究所，
类型：发明
国别省市：