一种高结晶度的亲水间规聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高结晶度的亲水间规聚丙烯复合材料及其制备方法；该复合材料包括以下重量计的组分：间规聚丙烯80.0～91.1；聚乙烯0～10；乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种高结晶度的亲水间规聚丙烯复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子复合材料
，尤其涉及一种高结晶度的亲水间规聚丙烯复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]间规聚丙烯(sPP)最早从等规聚丙烯(iPP)中分离出来，后来Evan等在间规选择性茂金属催化剂作用下聚合得到高纯度的sPP。与iPP相比，sPP具有较高的透明性，较强的韧性和弹性，较低的密度和刚度，并且具有一定的耐辐射性能。但是，由于sPP分子链两侧的甲基交替分布，分子量分布窄，使得sPP分子链运动具有自己的特点，因此导致sPP的熔点和结晶温度较低，结晶速度慢。sPP结晶温度偏低既影响其使用性能，也难以用常规设备进行加工。改善sPP加工性能和使用性能的核心之一是提高其结晶性能。
[0003]目前尚未发现对sPP结晶成核提升效果明显的成核剂，为了改善结晶性能，常见的改性手段是与结晶温度较高的聚烯烃共混，来提高sPP的结晶度和结晶温度。在可选择的半结晶聚烯烃中，iPP和无规共聚聚丙烯(rPP)可以将间规度80～90mol％的sPP的结晶温度从70℃左右提高到85℃左右，而高密度聚乙烯(HDPE)则可以将sPP的结晶温度提高至90℃以上(详见专利技术专利202111249433.7)。但是，研究发现，可选择的用于改善sPP结晶性能的聚烯烃很少，难以满足sPP制品的实际生产需要。
[0004]乙烯
‑
丙烯醇共聚物(EVOH)是乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物(EVA)进行皂化反应或部分皂化反应的醇解产物，最早于1972年首次实现工业化生产，是一种良好的阻隔性材料。其分子链上既有非极性的乙烯段还有极性基团羟基，因此EVOH常与其他聚烯烃共混改善吸湿性和韧性。不过，考察EVOH的结构与结晶性能发现，EVOH由于含有嵌段共聚的乙烯链段而具有较强的结晶性能，也应该可以诱导sPP分子链的有序折叠，进而促进sPP结晶性能的改善。况且，EVOH含有一定比例的极性基团，可赋予复合材料较好的亲水性能。因此，采用EVOH作为sPP的结晶性能改善组分，既拓展了sPP结晶性能促进剂的选择范围，又可延伸sPP的应用领域。
[0005]更为重要的是，通过EVOH与iPP、HDPE等sPP有效结晶促进组分复合，综合利用各组分的特长，可望优化并大幅度促进sPP的结晶性能。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种高结晶度的亲水间规聚丙烯复合材料及其制备方法。本专利技术制备工艺所得复合材料，同时具有较高的结晶度和结晶温度，能够解决间规聚丙烯因结晶度和结晶温度偏低而导致加工困难的问题，并拓展其在相关领域的应用。
[0007]本专利技术原理为：
[0008]研究发现，sPP的分子链在结晶过程中有序折叠更加困难，仅仅依靠无机成核剂或小分子有机成核剂形成的极小区位成核点无法在高于空白sPP结晶温度的条件下继续进行
结晶的生长，只有借助与其相容性较好且结晶温度高于sPP约10～50℃的聚烯烃结晶的连续增长才能继续实现结晶的生长。EVOH、HDPE、iPP的结晶温度和熔点较高，结晶速率较快，在冷却结晶过程中先于sPP结晶形成晶体为sPP提供异相成核点，提高sPP的结晶起始温度。在实际加工过程中，与成核剂共同作用提高sPP的结晶度和结晶温度。而且EVOH分子链上含有极性基团具有一定的亲水性能，可以为间规聚丙烯复合材料赋予一定的亲水性能
[0009]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0010][0011]所述间规聚聚丙烯的熔体流动速率为1～20g/10min(230℃、2.16kg)，间规度在80％以上。优选间规度在90％以上，熔体流动速率为3～10g/10min的间规聚丙烯。
[0012]所述聚乙烯可以为高密度聚乙烯(HDPE)或线性低密度聚乙烯(LLDPE)，优选结晶性能更好的高密度聚乙烯。高密度聚乙烯的熔体流动速率为0.1～10g/10min(190℃，2.16kg)。优选熔体流动速率约为0.3～2g/10min的高密度聚乙烯。
[0013]所述乙烯
‑
乙烯醇共聚物乙烯含量≤50％，熔体流动速率为3～15g/10min(210℃、2.16kg)。优选乙烯含量≤30％，熔体流动速率为3～15g/10min的乙烯
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丙烯醇共聚物。
[0014]所述均聚聚丙烯熔体流动速率为20～100g/10min(230℃、2.16kg)，等规度在95％以上。优选等规度在97％以上，熔体流动速率在20～30g/10min的均聚聚丙烯。
[0015]所述成核剂为磷酸盐类聚丙烯成核剂。
[0016]所述抗氧剂为抗氧剂1010(四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)，助抗氧剂为抗氧剂168(三[2，4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯)。
[0017]一种高结晶温度的亲水间规聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0018](1)混合：将间规聚丙烯、高密度聚乙烯、乙烯
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乙烯醇共聚物、均聚聚丙烯、成核剂和抗氧剂等依次加入高速混合机进行预混合，混合温度为20～30℃，转速为200～500转/分钟，混合时间为3～5分钟，得到间规聚丙烯复合物的预混物；
[0019](2)双螺杆挤出造粒：将步骤(1)得到的预混物用长径比40:1、螺杆直径35mm的平行同向双螺杆挤出机挤出造粒，得到所述间规聚丙烯复合物。
[0020]所述双螺杆挤出造粒具体工艺条件为：
[0021]喂料机转速设为10～50转/分钟，螺杆转速为100～300转/分钟；挤出机各段温度为170～220℃，得到所述间规聚丙烯复合物。
[0022]本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
[0023](1)EVOH由于含有嵌段共聚的乙烯链段而具有较强的结晶性能，可以诱导sPP分子
链的有序折叠，进而促进sPP结晶性能的改善。
[0024](2)EVOH含有一定比例的极性基团，可赋予复合材料较好的亲水性能。因此，采用EVOH作为sPP的结晶性能改善组分，既拓展了sPP结晶性能促进剂的选择范围，又可延伸sPP的应用领域。
[0025](3)更为重要的是，通过EVOH与iPP、HDPE等sPP有效结晶促进组分复合，综合利用各组分的特长，可望优化并大幅度促进sPP的结晶性能。
[0026]本专利技术的间规聚丙烯复合物具有相对较高的结晶温度和结晶度，且具有较好的亲水性，可以拓展间规聚丙烯的应用领域。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步具体详细描述。
[0028]本专利技术的实施例中，间规聚丙烯树脂为丙烯在茂金属催化剂作用下聚合得到的间规度在90mol％以上的聚丙烯树脂，其熔融流动速率(230℃、2.16kg)在3～10g/10min之间；
[0029]高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高结晶度的亲水间规聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下重量份计的组分：2.根据权利要求1所述高结晶温度的亲水间规聚丙烯复合材料，其特征在于，所述间规聚聚丙烯，熔体流动速率为1～20g/10min，间规度在80％以上。3.根据权利要求2所述高结晶温度的亲水间规聚丙烯复合材料，其特征在于，所述高密度聚乙烯，熔体流动速率约为0.5～10g/10min，(190℃，2.16kg)。4.根据权利要求3所述高结晶温度的亲水间规聚丙烯复合材料，其特征在于，所述乙烯
‑
乙烯醇共聚物，熔体流动速率为3～15g/10min(210℃、2.16kg)，乙烯含量≤50％。5.根据权利要求4所述高结晶温度的亲水间规聚丙烯复合材料，其特征在于，所述均聚聚丙烯，熔体流动速率为2～30g/10min，(230℃、2.16kg)，等规度在95％以上。6.根据权利要求5所述高结晶温度的亲水间规聚丙烯复合材料，其特征在于，所述成核剂为磷酸盐类聚丙烯成核剂。7.根据权利要求6所述高结晶温度的亲水间规聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010(四[β
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨军忠，李嘉慧，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：