【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料、共混改性、成型加工和复合材料，并涉及一类不添加β成核剂原位形成聚丙烯β晶型的等规聚丙烯/烯烃多嵌段共聚物合金、组分、熔体共混、结晶工艺、成型加工工艺、合金中β晶型的含量及其调控方法、制品性能以及应用。
技术介绍
1、等规聚丙烯质轻、刚性强、熔点高而耐热性高、易加工成型、化学稳定性优良，使用高活性齐格勒-纳塔催化剂或负载化茂金属催化剂以及本体环管聚合工艺、气相流化床和气相搅拌床等聚合工艺连续大批量生产，性价比高而广泛应用于汽车、家电、电气、电缆、医用、包装、建筑和物流等领域，从而已成为产量和消费量最高的合成高分子之一。然而，聚丙烯脆性大，耐低温冲击强度较低，因此需要使用多孔高活性聚丙烯催化剂及串联聚合工艺，制备反应釜合金型高抗冲聚丙烯，或者聚丙烯跟聚烯烃弹性体/三元乙丙橡胶/苯乙烯基热塑性弹性体等抗冲改性剂及滑石粉等无机添加剂，或者聚丙烯跟碳酸钙等无机增韧剂及其有机-无机协同增韧剂通过熔体共混制造共混型高抗冲聚丙烯。反应釜合金型和共混型高抗冲聚丙烯广泛应用于汽车和家电零部件等领域。此外，双拉伸聚丙烯薄膜和单向/双向拉伸多孔薄膜具有优良的介电和绝缘性能性能，从而广泛应用于超级电容器和锂离子电池隔膜等领域。
2、聚丙烯作为多晶态半结晶高分子，一般有四种晶型，分别为α晶型、β晶型、γ晶型和介相晶型。通常成型加工和结晶条件下，形成α晶型，其特征为由径向片晶和切向片晶所组成的互锁结构；因此，α晶型聚丙烯模量高，但其韧性和冲击强度低。β晶型通过剪切、碎火等温结晶、梯度温度处理和添加成核剂等方法制备，其特征
3、烯烃多嵌段共聚物是使用链穿梭催化技术通过高温高压连续溶液聚合技术制造的乙烯/1-辛烯嵌段共聚物、丙烯/a-烯烃多嵌段共聚物或丁烯/a-烯烃多嵌段共聚物。烯烃多嵌段共聚物是一种线性多嵌段共聚物，由可结晶硬链段和无定形软链段通过化学键键接，通过改变1-辛烯的含量、硬软链段比例和分子量，能调控烯烃嵌段共聚物的聚集态结构及其相应的热、力学和流变性能。软硬链段的热力学不相容性导致形成非均相球状或层状聚集态结构。在使用温度下，无定形软链段提供橡胶的弹性，结晶性硬链段形成具有可逆热熔化和冷固化的片晶，片晶作为物理交联点提供力学强度和耐热性。高温下，晶体熔融而具有热塑性，从而使用塑料的注塑、挤出、热成型、发泡和吹塑等加工工艺设备加工。与传统硫化橡胶和聚烯烃弹性体相比，烯烃嵌段共聚物具有高耐热性和耐低温性(熔点为122℃左右，玻璃化转变温度为-62℃左右)，结晶温度高而加工速率快，弹性恢复性能优良，加工成型能耗低，产品无毒，可回收再利用。烯烃嵌段共聚物广泛应用于汽车内外饰件、建筑防水卷材、家电、鞋底和自行车发泡轮胎等。
4、烯烃多嵌段共聚物与传统聚烯烃弹性体和三元乙丙橡胶增韧剂相比，其结晶温度接近聚丙烯，从而聚丙烯/烯烃多嵌段共聚物合金的加工速率更快，而且烯烃嵌段共聚物熔点高，耐温性优良，同时具有较低的玻璃化转变温度，具有耐低温性能。因此，烯烃多嵌段共聚物增韧聚丙烯具有很大的优势。烯烃嵌段共聚物跟β成核剂复合增韧聚丙烯和聚丙烯无规共聚物时，显著提高聚丙烯的室温和低温冲击强度(ind.eng.chem.res.2022,61,15240-15248；polymer2013，54：4719-4727；ind.eng.chem.res.2017,56,5277-5283)。然而，需要系统研究其配方(需要添加多壁碳纳米管等纳米材料)对合金力学性能和冲击性能的影响，过程较复杂，而且耗时耗能。专利cn105440549b公开了含等规聚(1-丁烯)、烯烃多嵌段共聚物和环烯烃共聚物的熔体共混聚丙烯合金，具有优良的耐刮擦、超韧性和冲击强度。专利cn104004271b公开了含有烯烃多嵌段共聚物的熔体共混共聚聚丙烯合金，具有优秀的低温冲击性能。专利cn 105440434b公开了烯烃多嵌段共聚物增韧的碳纤维增强注塑级低温抗冲聚丙烯复合材料。专利cn109957176公开了含有烯烃嵌段共聚物的注塑级聚丙烯组合物，可使用于车辆外部零部件。然而，目前没有公开的文献或专利表明，在聚丙烯/烯烃多嵌段共聚物合金中可以原位形成聚丙烯β晶型。
5、综上所述，本领域尚缺乏一种熔体共混工艺制备聚丙烯/烯烃多嵌段共聚物合金母粒技术，以及结晶和成型加工技术来调控聚丙烯/烯烃多嵌段共聚物合金中聚丙烯多β晶型含量，并通过β晶型和烯烃多嵌段共聚物的特性以及与超高分子量聚乙烯、等规聚(1-丁烯)、环烯烃共聚物和聚烯烃弹性体等耐磨剂和复合增韧剂进行组合，赋予聚丙烯具有高韧性、高抗冲击性能和耐磨性等特殊性能，研究其在高抗冲领域、锂离子电池隔膜、复合材料、纯净生物医用材料、轻量化泡沫材料或电介质薄膜电容器等领域中的应用。本专利技术的另一个优势是仅使用5-15wt％烯烃多嵌段共聚物在聚丙烯/烯烃多嵌段共聚物合金原位形成接近80％的聚丙烯β晶型，从而显著减少烯烃多嵌段共聚物的使用量，降低原料成本，不适用β晶型成核剂，制品质量高、洁净和光泽透明。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种熔体共混工艺制备聚丙烯/烯烃多嵌段共聚物合金母粒或共混物，通过组分配方、结晶工艺和加工成型研究，调控等规聚丙烯/烯烃多本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种熔体共混聚丙烯合金，其特征在于，所述合金的主要组分包括：等规聚丙烯，和烯烃多嵌段共聚物；且在所述合金的制备过程中不添加任何β晶型成核剂而原位形成聚丙烯β晶型；且所述的等规聚丙烯中，聚丙烯β晶型含量为1-80wt％；较佳地为6-80wt％；更佳地为60-80wt％。
2.如权利要求1所述的熔体共混聚烯烃合金，其特征在于，原位形成聚丙烯β晶型的含量通过合金组分、熔体共混工艺、成型加工工艺、结晶工艺、复合材料的类型和含量以及制品厚度进行协同调控。
3.如权利要求1-2所述的熔体共混聚烯烃合金，其特征在于，所述合金的组分包括：99-10wt％的等规聚丙烯、1-90wt％的烯烃多嵌段共聚物，或根据增韧、抗冲和耐磨要求所添加并任选的1-15wt％的复合增韧剂或耐磨添加剂；更佳地，所述合金的组分包括1-30wt％的烯烃多嵌段共聚物；最佳地，所述合金的组分包括5-15wt％的烯烃多嵌段共聚物。
4.如权利要求1-2所述的熔体共混聚烯烃合金，其特征在于，所述的聚烯烃合金包括任选的1-15重量份的复合增韧剂或耐磨添加剂；较佳地，所述的复合增韧剂和耐磨剂选自
5.如权利要求1-2所述的熔体共混聚烯烃合金的复合材料，其特征在于，所述复合材料包括：如权利要求1所述的聚烯烃合金，和复合增强体，且所述的增强体组分含量为1-15wt％，以复合材料的总质量计。
6.如权利要求5所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料增强体选自下组：超高分子量聚乙烯、环烯烃共聚物，或长晶须碳酸钙等材料，或其组合。
7.如权利要求1-4所述的熔体共混聚烯烃合金，或如权利要求5所述的复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
8.如权利要求2和7所述的方法，其特征在于，所述的步骤(1)-(3)中，所述的合金中β晶型的含量与合金中烯烃多嵌段共聚物的含量、熔体共混工艺、加工成型工艺、结晶工艺和制品厚度，或复合增韧剂和耐磨剂的类型和用量，或复合材料中增强体的类型及含量相关；
9.一种制品，其特征在于，所述的制品是采用如权利要求1-3任一所述的聚烯烃合金，或权利要求1-7任一所述的复合材料制备的。
10.如权利要求9所述的制品，其特征在于，当选用5-30wt％的烯烃多嵌段共聚物时，合金制品的断裂伸长率为150-1600％，屈服强度为20-30MPa，拉伸强度为20-45MPa，冲击强度至少为5kJ/m2。
11.如权利要求1-7所述的聚烯烃合金和复合材料母粒和权利要求9所述的制品，其特征在于，通过模压、热成型和挤出-压延-熔体拉伸等加工工艺后，所述合金及其复合材料和制品的应用领域选自下组：高韧抗冲零部件、纤维增强复合材料、锂离子电池隔膜、洁净生物医用材料(耗材)、轻量化泡沫材料、3D打印和电介质薄膜电容器。
...【技术特征摘要】
1.一种熔体共混聚丙烯合金，其特征在于，所述合金的主要组分包括：等规聚丙烯，和烯烃多嵌段共聚物；且在所述合金的制备过程中不添加任何β晶型成核剂而原位形成聚丙烯β晶型；且所述的等规聚丙烯中，聚丙烯β晶型含量为1-80wt％；较佳地为6-80wt％；更佳地为60-80wt％。
2.如权利要求1所述的熔体共混聚烯烃合金，其特征在于，原位形成聚丙烯β晶型的含量通过合金组分、熔体共混工艺、成型加工工艺、结晶工艺、复合材料的类型和含量以及制品厚度进行协同调控。
3.如权利要求1-2所述的熔体共混聚烯烃合金，其特征在于，所述合金的组分包括：99-10wt％的等规聚丙烯、1-90wt％的烯烃多嵌段共聚物，或根据增韧、抗冲和耐磨要求所添加并任选的1-15wt％的复合增韧剂或耐磨添加剂；更佳地，所述合金的组分包括1-30wt％的烯烃多嵌段共聚物；最佳地，所述合金的组分包括5-15wt％的烯烃多嵌段共聚物。
4.如权利要求1-2所述的熔体共混聚烯烃合金，其特征在于，所述的聚烯烃合金包括任选的1-15重量份的复合增韧剂或耐磨添加剂；较佳地，所述的复合增韧剂和耐磨剂选自下组：聚烯烃弹性体、等规聚(1-丁烯)、超高分子量聚乙烯，或其组合。
5.如权利要求1-2所述的熔体共混聚烯烃合金的复合材料，其特征在于，所述复合材料包括：如权利要求1所述的聚烯烃合金，和复合增强体，且所述的增强体组分含量为1-15w...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾则孜·麦麦提明，唐勇，崔崑，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。