【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚合物领域，具体地，涉及一种柔性聚丙烯改性材料，该柔性聚丙烯改性材料的制备方法，以及该柔性聚丙烯改性材料的应用。
技术介绍
1、随着目前我国经济持续快速发展，人民生活水平不断提高，电力需求也在快速增长。解决电力能源送出的通道问题，将大容量的电能输送到用户，是电力发展亟待解决的重大问题之一。为了应对这个问题，我国确立了建设与发展超特高压、大容量的交直流输电系统的基本发展方向。在挤压型塑料绝缘电缆的研制中，最重要的关键性问题就是电缆绝缘材料的研制。传统的挤压型直流电缆一般采用交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,xlpe)作为电缆绝缘材料。
2、传统的处理废弃xlpe电缆绝缘的主要方法为焚烧，这种处理方法不仅造成了能源浪费，还会产生温室气体等其他环境问题。此外，xlpe电缆在生产过程中需要进行交联、脱气等生产过程，在这些过程中会产生有害气体等污染物，同时也会浪费大量能源。因此如何提高电力电缆绝缘材料的环境友好性、相容性已经成为目前电力电缆绝缘材料发展的重要问题。近些年来，针对该问题，为了满足环境保护和可持续发展的要求，很多机构和学者开始了新型可回收非交联聚烯烃电缆绝缘材料的研究。
3、聚丙烯基材料作为电缆绝缘具有天然的高运行温度和高击穿场强的优势，并具备空间电荷抑制特性和可回收能力，也成为了非交联聚烯烃绝缘材料发展的重点方向。通过聚丙烯和聚烯烃弹性体共混、聚丙烯和乙烯丙烯共聚物共混有效改善了聚丙烯的脆性，并且保留了聚丙烯良好的热性能和电气性能。纳米掺杂是提高聚丙烯材料电
4、因此有必要寻找一种性能稳定、制备方便的新型聚丙烯材料，适应更高温度高场强下的应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种柔性聚丙烯改性材料，其可在较高工作温度下兼顾机械性能和电性能，适用于高温、高运行场强工况。
2、本专利技术的第一方面提供一种柔性聚丙烯改性材料，该柔性聚丙烯改性材料包括丙烯基连续相，以及分散于丙烯基连续相中的橡胶相和衍生自含烯基功能性单体的接枝相；其中，以柔性聚丙烯改性材料的总重量计，所述柔性聚丙烯改性材料的二甲苯可溶物含量为10～55wt％，优选为15～45wt％，更优选为18～40wt％；所述柔性聚丙烯改性材料中处于接枝态的衍生自含烯基功能性单体的结构单元的含量为0.4～6wt％，优选为1～5wt％；所述柔性聚丙烯改性材料的弯曲模量为200～1000mpa；所述接枝相的d50小于300nm。
3、本专利技术的第二方面提供上述柔性聚丙烯改性材料的制备方法，包括以下步骤：将含烯基功能性单体接枝改性的聚丙烯(a)与低模量聚丙烯(b)共混，制得所述柔性聚丙烯改性材料，所述低模量聚丙烯(b)为未改性的低模量聚丙烯和/或含烯基功能性单体接枝改性的低模量聚丙烯。
4、本专利技术的第三方面提供上述柔性聚丙烯改性材料的应用。
5、本专利技术的柔性聚丙烯改性材料可在较高工作温度下兼顾机械性能和电性能，适用于高温、高运行场强工况。与釜内合金得到的聚丙烯材料相比，将聚丙烯材料与低模量聚丙烯机械共混，得到产品的结构更具有多样性和调控灵活性，从而可以获得更良好的性能。与纳米掺杂技术相比，分散接枝改性引入的含烯基功能性单体聚合物在复合材料中可形成均匀分布的纳米级分散相，即一种有机纳米粒子，避免了无机纳米粒子难以添加分散等问题。此外，与加入小分子添加剂的材料相比，本专利技术的接枝改性聚丙烯材料避免了小分子迁移导致的性能下降，因此具有更好的稳定性。
6、本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种柔性聚丙烯改性材料，该柔性聚丙烯改性材料包括丙烯基连续相，以及分散于丙烯基连续相中的橡胶相和衍生自含烯基功能性单体的接枝相；其中，以柔性聚丙烯改性材料的总重量计，所述柔性聚丙烯改性材料的二甲苯可溶物含量为10～55wt％，优选为15～45wt％，更优选为18～40wt％；所述柔性聚丙烯改性材料中处于接枝态的衍生自含烯基功能性单体的结构单元的含量为0.4～6wt％，优选为1～5wt％；所述柔性聚丙烯改性材料的弯曲模量为200～1000MPa；所述接枝相的D50小于300nm。
2.根据权利要求1所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述接枝相的D50为10～250nm，优选为50～200nm；所述柔性聚丙烯改性材料的弯曲模量为200～700MPa，优选为250～600MPa。
3.根据权利要求1所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述柔性聚丙烯改性材料具有以下特征中的至少一种：在230℃，2.16kg载荷下的熔体流动速率为0.5～15g/10min，优选为0.6～10g/10min，进一步优选为0.8～6g/10min；断裂伸长率≥200％，优选断裂伸长率≥3
4.根据权利要求1所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述柔性聚丙烯改性材料具有以下特征中的至少一种：
5.根据权利要求1所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述含烯基功能性单体选自具有式1所示结构的单体中的至少一种，
6.根据权利要求5所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，Rb、Rc、Rd各自独立地选自H、取代或未取代的C1-C6烷基；Ra选自取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C1-C20酯基、取代或未取代的C1-C20羧基、取代或未取代的C3-C20环烷基或杂环基、氰基、取代或未取代的C3-C20硅烷基；所述取代的基团为卤素、羟基、氨基、C1-C12烷基、C3-C6环烷基、C1-C12的烷氧基、C1-C12的酰氧基。
7.根据权利要求6所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，Rb、Rc、Rd各自独立地选自H、取代或未取代的C1-C6烷基；
8.根据权利要求7所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述含烯基功能性单体为芳香烯烃类单体，所述芳香烯烃类单体选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘、单取代或多取代的苯乙烯，单取代或多取代的α-甲基苯乙烯、单取代或多取代的1-乙烯基萘和单取代或多取代的2-乙烯基萘中的至少一种；所述取代的基团优选选自卤素，羟基，氨基，磷酸基，磺酸基，C1-C8的直链烷基、C3-C8的支链烷基或环烷基、C1-C6的直链烷氧基，C3-C8的支链烷氧基或环状烷氧基、C1-C8的直链酯基、C3-C8的支链酯基或环状酯基、C1-C8的直链胺基以及C3-C8的支链胺基或环状胺基中的至少一种；优选地，所述芳香烯烃类单体选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯和4-甲基苯乙烯中的至少一种；和/或
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述柔性聚丙烯改性材料包括含烯基功能性单体接枝改性的聚丙烯(A)和低模量聚丙烯(B)，所述低模量聚丙烯(B)为未改性的低模量聚丙烯和/或含烯基功能性单体接枝改性的低模量聚丙烯；
10.根据权利要求9所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述柔性聚丙烯改性材料由含烯基功能性单体接枝改性的聚丙烯(A)与低模量聚丙烯(B)共混制得。
11.根据权利要求10所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述含烯基功能性单体接枝改性的聚丙烯(A)包括衍生自均聚或共聚聚丙烯的结构单元和衍生自含烯基功能性单体的结构单元；以含烯基功能性单体接枝改性的聚丙烯(A)的重量为基准，所述含烯基功能性单体接枝改性的聚丙烯(A)中衍生自含烯基功能性单体且处于接枝态的结构单元的含量为0.5～20wt％，优选为1～15wt％。
12.根据权利要求11所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述均聚或共聚聚丙烯具有以下特征中的至少一种：共聚单体含量为0～15mol％，优选为0～12mol％，更优选为0～8mol％；在230℃，2.16kg载荷下的熔体流动速率为1～10g/10min，优选为2～5g/10min；熔融温度Tm为110～180℃，进一步优选为120～170℃；重均分子量为20×104～50×104g/mol；弯曲模量为500～2000MPa，优选600～1700MPa；断裂伸长率≥200％，优选断裂伸长率≥300％；拉伸强度大于5MPa，优选为10～40MPa。
13.根据权利...
【技术特征摘要】
1.一种柔性聚丙烯改性材料，该柔性聚丙烯改性材料包括丙烯基连续相，以及分散于丙烯基连续相中的橡胶相和衍生自含烯基功能性单体的接枝相；其中，以柔性聚丙烯改性材料的总重量计，所述柔性聚丙烯改性材料的二甲苯可溶物含量为10～55wt％，优选为15～45wt％，更优选为18～40wt％；所述柔性聚丙烯改性材料中处于接枝态的衍生自含烯基功能性单体的结构单元的含量为0.4～6wt％，优选为1～5wt％；所述柔性聚丙烯改性材料的弯曲模量为200～1000mpa；所述接枝相的d50小于300nm。
2.根据权利要求1所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述接枝相的d50为10～250nm，优选为50～200nm；所述柔性聚丙烯改性材料的弯曲模量为200～700mpa，优选为250～600mpa。
3.根据权利要求1所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述柔性聚丙烯改性材料具有以下特征中的至少一种：在230℃，2.16kg载荷下的熔体流动速率为0.5～15g/10min，优选为0.6～10g/10min，进一步优选为0.8～6g/10min；断裂伸长率≥200％，优选断裂伸长率≥300％；拉伸强度大于5mpa，优选为10～25mpa。
4.根据权利要求1所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述柔性聚丙烯改性材料具有以下特征中的至少一种：
5.根据权利要求1所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述含烯基功能性单体选自具有式1所示结构的单体中的至少一种，
6.根据权利要求5所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，rb、rc、rd各自独立地选自h、取代或未取代的c1-c6烷基；ra选自取代或未取代的c1-c20烷基、取代或未取代的c1-c20烷氧基、取代或未取代的c6-c20芳基、取代或未取代的c1-c20酯基、取代或未取代的c1-c20羧基、取代或未取代的c3-c20环烷基或杂环基、氰基、取代或未取代的c3-c20硅烷基；所述取代的基团为卤素、羟基、氨基、c1-c12烷基、c3-c6环烷基、c1-c12的烷氧基、c1-c12的酰氧基。
7.根据权利要求6所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，rb、rc、rd各自独立地选自h、取代或未取代的c1-c6烷基；
8.根据权利要求7所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述含烯基功能性单体为芳香烯烃类单体，所述芳香烯烃类单体选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘、单取代或多取代的苯乙烯，单取代或多取代的α-甲基苯乙烯、单取代或多取代的1-乙烯基萘和单取代或多取代的2-乙烯基萘中的至少一种；所述取代的基团优选选自卤素，羟基，氨基，磷酸基，磺酸基，c1-c8的直链烷基、c3-c8的支链烷基或环烷基、c1-c6的直链烷氧基，c3-c8的支链烷氧基或环状烷氧基、c1-c8的直链酯基、c3-c8的支链酯基或环状酯基、c1-c8的直链胺基以及c3-c8的支链胺基或环状胺基中的至少一种；优选地，所述芳香烯烃类单体选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯和4-甲基苯乙烯中的至少一种；和/或
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述柔性聚丙烯改性材料包括含烯基功能性单体接枝改性的聚丙烯(a)和低模量聚丙烯(b)，所述低模量聚丙烯(b)为未改性的低模量聚丙烯和/或含烯基功能性单体接枝改性的低模量聚丙烯；
10.根据权利要求9所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述柔性聚丙烯改性材料由含烯基功能性单体接枝改性的聚丙烯(a)与低模量聚丙烯(b)共混制得。
11.根据权利要求10所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述含烯基功能性单体接枝改性的聚丙烯(a)包括衍生自均聚或共聚聚丙烯的结构单元和衍生自含烯基功能性单体的结构单元；以含烯基功能性单体接枝改性的聚丙烯(a)的重量为基准，所述含烯基功能性单体接枝改性的聚丙烯(a)中衍生自含烯基功能性单体且处于接枝态的结构单元的含量为0.5～20wt％，优选为1～15wt％。
12.根据权利要求11所述的柔性聚丙烯改性材料，其中，所述均聚或共聚聚丙烯具有以下特征中的至少一种：共聚单体含量为0～15mol％，优选为0～12mol％，更优选为0～8mol％；在230℃，2.16kg载荷下的熔体流动速率为1～10g/10min，优选为2～5g/10min；熔融温度tm为110～180℃，进一步优选为120～1...
【专利技术属性】
技术研发人员：张雅茹，李琦，邵清，何金良，王铭锑，胡军，袁浩，黄上师，张琦，胡世勋，高达利，李娟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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