本发明专利技术公开了一种高韧性、高强度聚丙烯树脂组合物，以聚丙烯的重量为百分之百计，树脂组合物包括：(1)100％聚丙烯；(2)9％～18％羧基丁苯胶乳改性粉末丁苯橡胶；(3)13％～24％功能化无机填料；(4)5％～10％接枝聚丙烯，其中的功能化无机填料是经偶联剂、羧基胶乳共同处理得到的。该聚丙烯树脂组合物冲击性能较聚丙烯基料提高10倍以上，强度提高50％以上，而刚性得到保持，组合物的生产方法具有流程短、工艺简单、工艺条件易于控制等优点，获得的聚丙烯组合物可广泛替代ABS等工程材料，用于制作大型薄壁制品。本发明专利技术还进一步公开了组合物的制备方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高韧性、高强度聚丙烯树脂组合物及其制备方法，具体涉及以粉末丁苯橡胶和无机粒子改性的高韧性、高强度聚丙烯树脂组合物及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯(PP)是当前通用合成树脂中发展最快的品种，PP代替工程塑料用于制造汽车、家电、家具部件是PP材料重要的发展方向之一。但由于PP是半结晶型聚合物， 结构上的特点导致树脂的缺口冲击强度低，低温易脆断，收缩率大，抗蠕变性差，大大限制了树脂的进一步应用。由此，PP的高性能化改性研究得到了人们的普遍重视，特别是在增韧改性研究方面开展了大量的研究工作。PP增韧改性也通常采用各种橡胶或热塑性弹性体与PP共混实现，作为增韧改性的橡胶品种包括乙丙橡胶(如US4983647、 US4130535A、昭和 730145,ZL98121713. 3、ZL91106759. 0、ZL200410011367. X 等)、丁苯橡胶 (ZL200310103222. 8、US6150442、US5073447、US4734450)，等等。粉末橡胶是指粒径小于1. Omm的橡胶。粉末橡胶具有良好的分散性，可与树脂接枝、共混，从而赋予树脂特殊的性能，在树脂改性领域具有广泛的应用。ZL200510002252. 9 公开了由聚丙烯均聚物、三元乙丙橡胶、超细丁苯粉末橡胶、成核剂和流变性能改进剂等组成的树脂组合物，组合物具有极高的冲击韧性，拉伸强度和刚性与聚丙烯基础树脂相当， 适用于制备外观要求较高的大型薄壁制品。如CN101270212(申请号200710064645. 1) 提出了包括聚丙烯、丁苯粉末橡胶或/和羧基丁苯粉末橡胶、炭黑组成的共混组合物。 ZL01110737.5公开了一种增韧聚丙烯及其制备方法，包括PP和混合橡胶组分，其中混合橡胶组分是由具有交联结构的粉末橡胶和至少一种未硫化的橡胶和热塑性弹性体组成，实施中公开了粉末PP+硫化粉末丁苯+SIS，粉末PP+硫化粉末丁苯+三元乙丙橡胶的组合物体系。张晓红等利用全硫化超细粉末丁苯橡胶(PSBR)与聚丙烯(PP)为原料，采用双螺杆挤出机共混方法制备PP/PSBR全硫化热塑性弹性体(合成橡胶工业，2006年四卷2期，91-95 页)。而采用无机粒子改性聚丙烯树脂已有广泛报道。ZL95112772. 1报道了由无机填料、 复合偶联剂、弹性体经混合、塑炼、造粒制成的聚丙烯塑料用超韧母粒，其中弹性体可选自乙丙橡胶、丁基橡胶、顺丁橡胶及丁苯橡胶；ZL95117450. 9报道了共聚聚丙烯、无机刚性粒子高岭土、非离子表面活性剂组成的一种高韧性聚丙烯复合材料，等等。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种具有高韧性、高强度的聚丙烯树脂组合物。本专利技术进一步提出该组合物的制备方法。具体地，以聚丙烯的重量为百分之百计，本专利技术所述的树脂组合物包括(1)聚丙烯100%(2)羧基丁苯胶乳改性粉末丁苯橡胶9% 18%(3)功能化无机填料13 % M %(4)接枝聚丙烯5% 10%其中，粉末丁苯橡胶的粒径0. 25 0. 55mm,门尼粘度ML(l+4) 100°C为41 123 ； 羧基丁苯胶乳的固体含量为41 55%，胶乳粒径100 200nm。 功能化无机填料是经偶联剂、羧基胶乳共同处理得到的。无机填料可以是现有技术中常用的品种，如高岭土、云母、滑石粉、硅灰石、碳酸钙和硫酸钡等，优选高岭土 ；羧基胶乳选自羧基丁苯胶乳或羧基丁腈胶乳，胶乳的固体含量32. 5 65%，胶乳粒径110 190nm，结合酸1 9% ；偶联剂可以是硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂，优选钛酸酯偶联剂，如异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯(NDZ-101)、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯(NDZ-1(^)、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯(NDZ-1( )、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯(NDZ-109)、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯 (NDZ-201)、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯(NDZ-401)中的一种或多种的复配。接枝聚丙烯是极性单体与聚丙烯的接枝物，极性单体选自马来酸酐、丙烯酸或甲基丙烯酸，优选马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)，接枝率0. 5 11%，MFR彡40g/10min。聚丙烯可以是丙烯的均聚物或共聚物，可以是粉状或粒状树脂，熔体流动速率 (MFR) 0. 5 40g/10min，密度0. 900 0. 921g/cm3。优选粉状聚丙烯树脂。本专利技术所述的改性粉末橡胶，以及功能化无机填料的制备过程中，还需要进一步加入隔离剂。所述的隔离剂是由脂肪酸皂类化合物和硬脂酸盐类化合物及硅化合物组成的复配物。聚丙烯树脂组合物的制备可以在密炼机、捏合机、双螺杆挤出机中进行，反应温度为185 220°C，反应时间3 5min，优选双螺杆挤出机。根据实际的挤出加工要求，聚丙烯组合物的制备过程中还需要加入一定量的抗氧剂、稳定剂、分散剂，这些加工助剂不会对聚丙烯组合物的性能产生影响。其中，抗氧剂可以是酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或数种复配物，以聚丙烯基料为百分之百计，其用量为0. 0. 2%;稳定剂是硬脂酸盐，如硬脂酸锌或硬脂酸钙，用量为0. 14% 0. 26% ；分散剂聚丙烯蜡分子量小于10000， 熔点为110 115°C，用量为0. 3% 0. 9%。本专利技术提供的具体制备方法包括(一 )改性粉末丁苯橡胶的制备将重量百分比为1 2 1 5水和7 11%的羧基丁苯胶乳(按粉末丁苯橡胶的重量百分比计)混合；搅拌状态下将混合浆液升温至50 60°C;加入2 5%隔离剂(按羧基丁苯胶乳的重量百分比计)混合1 IOmin ；再加入粉末丁苯橡胶混合30 60min ；经出料、脱水、干燥即得到改性粉末丁苯橡胶。( 二)功能化无机填料的制备将重量百分比为6 1 6 5的水和无机填料混合1 5min ；搅拌条件下加入 1. 0 1. 5%偶联剂(按无机填料重量百分比计)混合5 IOmin ；再加入15 25%羧基胶乳(按高岭土重量百分比计)混合10 30min ；最后加入4 7%隔离剂(按羧基胶乳的重量百分比计)混合2 IOmin ；脱水、干燥得到功能化无机填料。(三)聚丙烯组合物的制备将聚丙烯、接枝聚丙烯和聚丙烯蜡高速混合2 IOmin ；再加入改性粉末丁苯橡胶4高速混合2 5min ；再加入功能化无机填料、稳定剂、抗氧剂高速混合2 5min ；将混合后的物料加入双螺杆挤出机，反应温度185 220°C，反应时间3 5min，经挤出、冷却、造粒得到聚丙烯组合物。 本专利技术分别对聚丙烯基料、粉末丁苯橡胶进行极性化处理，增加了两者的相容性以及粉末丁苯橡胶在聚丙烯中的分散，使粉末橡胶的增韧效果进一步显现，同时，通过加入经功能化处理的无机填料，进一步提高了树脂强度，以双螺杆挤出机做反应器，制备出的聚丙烯组合物冲击性能较聚丙烯基料提高10倍以上，强度提高50%以上，而刚性得到保持， 组合物的生产方法具有流程短、工艺简单、工艺条件易于控制等优点。获得的聚丙烯组合物可广泛替代ABS等工程材料，用于制作大型薄壁制品。具体实施例方式(1)原料权利要求1.高韧性、高强度聚丙烯树脂组合物，其特征在于以聚丙烯的重量为百分之百计，树脂组合物包括(1)聚丙本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．高韧性、高强度聚丙烯树脂组合物，其特征在于以聚丙烯的重量为百分之百计，树脂组合物包括：（１）聚丙烯 １００％（２）羧基丁苯胶乳改性粉末丁苯橡胶 ９％～１８％（３）功能化无机填料１３％～２４％（４）接枝聚丙烯 ５％～１０％其中，粉末丁苯橡胶的粒径０．２５～０．５５ｍｍ，门尼粘度ＭＬ（１＋４）１００℃为４１～１２３；羧基丁苯胶乳的固体含量为４１～５５％，胶乳粒径１００～２００ｎｍ；功能化无机填料是经偶联剂、羧基胶乳共同处理得到的，所述的羧基胶乳是羧基丁苯胶乳或羧基丁腈胶乳，胶乳的固体含量３２．５～６５％，胶乳粒径１１０～１９０ｎｍ，结合酸１～９％；偶联剂是硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂；接枝聚丙烯是极性单体与聚丙烯的接枝物，接枝率０．５～１１％，ＭＦＲ≥４０ｇ／１０ｍｉｎ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐典宏，刘鹏，李耀，白竞冰，李晶，何连成，牛承祥，龚光碧，张元寿，艾纯金，魏绪玲，朱晶，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11
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