【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料的共混改性、加工成型技术、结晶和复合材料等综合领域，并涉及一种不添加任何β成核剂而原位形成聚丙烯β晶型的等规聚丙烯/等规聚(1-丁烯)合金材料、组分、熔体共混、加工成型工艺、结晶工艺、合金中β晶型的含量及其调控方法、制品性能以及在复合材料中的应用。
技术介绍
1、等规聚丙烯质轻、刚性强、耐热性相对高、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技术连续化大批量生产，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材料之一。然而，聚丙烯脆性大，其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组合聚合工艺，制备高抗冲聚丙烯反应釜合金，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以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，从而广泛应用于锂离子电池隔膜、超级电容器隔膜和电介质薄膜电容器等领域。
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。通常加工成型和结晶条件下，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
3、等规聚(1-丁烯)使用高活性齐格勒-纳塔催化剂或均相茂金属催化剂通过本体溶液聚合技术或本体沉淀聚合工艺制造的高性能树脂。等规聚(1-丁烯)具有优良的耐环境应力开裂性、抗蠕变性和耐磨性等优点，其耐磨性跟超高分子量聚乙烯相当。等规聚(1-丁烯)在-30-100℃可以长期使用(可长达50年)，从而广泛应用于清洁饮用水管材和地板加热用耐温管材等高端领域。等规聚丙烯/等规聚(1-丁烯)共混物被认为是部分相容的共混物，取决于熔体温度以及组分含量。当合金中某一种组分的含量小于20wt％时，该共混物相容，固体形态形成纳米相分离结构；当合金中等规聚(1-丁烯)的含量20-30wt％时，共混物结晶时可以直接获得等规聚(1-丁烯)晶型i′(polymer 2018，138：396-406；chinesej.polym.sci.https://doi.org/10.1007/s10118-018-2103-1)。申请专利cn103589069公开了含有一系列等规度不同的聚(1-丁烯)和其他助剂的聚丙烯熔体共混物，具有优良的低热收缩性能、刚性和抗冲击性能。专利技术专利cn102257062b公开了含有等规聚(1-丁烯)的玻璃纤维增强高流动聚丙烯合金。专利技术专利cn106554567b公开了含有等规聚(1-丁烯)反应釜合金的聚丙烯熔体共混物，具有优良的耐热变形温度、刚性、韧性和冲击强度。专利技术专利cn111499979b公开了添加β成核剂的超高熔指等规聚丙烯/等规聚(1-丁烯)熔体共混物，可用于生产高性能熔喷布。专利cn112625348b公开了添加β成核剂的聚丙烯/聚(1-丁烯)/聚乙烯合金，具有较好的低温多轴冲击、光泽度和耐候性。申请专利cn112280180a公开了具有优良外观、表面触感和光泽度的玻璃纤维增强聚丙烯/聚(1-丁烯)熔体共混物。申请专利cn114806008a公开了含α成核剂的茂金属聚丙烯/等规聚(1-丁烯)熔体共混物，具有高结晶度和高结晶温度。专利cn113444321b公开了短切玻璃纤维增强的聚丙烯/聚(1-丁烯)合金，用作聚丙烯基复合发泡基料。专利cn116231231b公开了表层含有聚丙烯和聚偏氟聚乙烯以及中间层等规聚(1-丁烯)的层间交联多层挤出电池隔膜。申请专利cn116598706a公开了使用熔体共混聚丙烯/聚(1-丁烯)合金生产干法锂离子电池隔膜的方法及其应用。然而，目前没有有关等规聚丙烯/聚(1-丁烯)共混物和复合材料中原位调控聚丙烯多晶态结构及其制品性能的技术专利技术报道。
4、综上所述，本领域尚缺乏一种熔体共混工艺制备等规聚丙烯/聚(1-丁烯)合金母粒技术，以及结晶和加工成型技术来调控该合金中聚丙烯β晶型的含量，并通过β晶型和聚(1-丁烯)的耐磨性优势赋予聚丙烯具有高韧性、高抗冲性能、耐磨性和透明光泽等特殊性能，研究其在高韧高抗冲零部件、锂离子电池隔膜、复合材料、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等领域中的应用。
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等规聚丙烯/聚(1-丁烯)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/聚(1-丁烯)合金及其复合材料中的聚丙烯β晶型含量，主要形成聚丙烯β晶型，以便提高聚丙烯及其复合材料的韧性和冲击强度，并研究其在晶须和纤维增强复合材料中的应用。
2、本专利技术的第一方面，提供了一种熔体共混聚烯烃合金，所述合金的主要组分为等规聚丙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种熔体共混聚烯烃合金，其特征在于，所述合金的主要组分为等规聚丙烯和等规聚(1-丁烯)，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；且所述的聚丙烯β晶型含量为8-97wt％；较佳地为20-97wt％；较佳地为50-97wt％；更佳地为75-97wt％；最佳地为80-97wt％。
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、加工成型工艺、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，所述合金包括95-20wt％的等规聚丙烯和5-80wt％的等规聚(1-丁烯)，或根据增韧、抗冲和耐磨要求所添加并任选的5-20wt％的增韧剂或耐磨剂；更佳地，所述的合金包括20-40wt％的等规聚(1-丁烯)，最佳地，所述的合金包括20-30wt％的等规聚(1-丁烯)。
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5-20重量份的复合增韧剂或耐磨剂；较佳地，所述的复合
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，和复合材料增强体，且所述的增强体组分含量为1-30wt％，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：纳米碳酸钙粉末、碳酸钙长晶须、短切碳纤维、连续碳纤维，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所述的复合材料制备以及协同调控聚丙烯β晶型含量的方法，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(2)和(3)中，所述的合金中β晶型的含量与合金中聚(1-丁烯)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1-6任一所述的复合材料制备的。
10.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，其特征在于，当选用20-30wt％的等规聚(1-丁烯)时，合金的断裂伸长率为100-1500％，拉伸强度为20-40MPa，冲击强度为5-15KJ/m2；和/或
11.如权利要求1-6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、挤出-压延-熔体拉伸和注塑等加工工艺后，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】
1.一种熔体共混聚烯烃合金，其特征在于，所述合金的主要组分为等规聚丙烯和等规聚(1-丁烯)，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；且所述的聚丙烯β晶型含量为8-97wt％；较佳地为20-97wt％；较佳地为50-97wt％；更佳地为75-97wt％；最佳地为80-97wt％。
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、加工成型工艺、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，所述合金包括95-20wt％的等规聚丙烯和5-80wt％的等规聚(1-丁烯)，或根据增韧、抗冲和耐磨要求所添加并任选的5-20wt％的增韧剂或耐磨剂；更佳地，所述的合金包括20-40wt％的等规聚(1-丁烯)，最佳地，所述的合金包括20-30wt％的等规聚(1-丁烯)。
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5-20重量份的复合增韧剂或耐磨剂；较佳地，所述的复合增韧剂优选使用具有低玻璃化转变温度和高熔融温度的烯烃嵌段共聚物、或具有低玻璃化转变温度的聚烯烃弹性体；较佳地，复合耐磨剂使用超高分子量聚乙烯。
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，和复合材料增强体，且所述的增强体组分含量为1...
【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：
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