一种高熔体强度和高熔体延展性的聚丙烯材料的制备方法与流程

文档序号:11170967阅读:444来源:国知局
本发明涉及一种聚丙烯材料的制备方法,尤其是一种高熔体强度和高熔体延展性的聚丙烯材料的制备方法。背景内容聚丙烯是目前世界上应用最为广泛、产量增长最快的树脂之一,与其它热塑性树脂相比,它具有密度低、熔点高、机械性能优越、化学稳定性好等特点,因而近年来已经发展成为汽车、建筑、电器、包装等行业不可或缺的基本原料之一。然而,由于普通聚丙烯均为线性结构,导致聚合物的软化点与熔点非常接近,熔程较短。在热成型加工中表现为:当温度高于熔点后,熔体粘度急剧下降,熔融态下拉伸时不能出现应变硬化现象,进而导致聚合物的抗熔垂性差,热成型制品壁厚不均,挤出涂覆、压延时边缘卷曲、收缩,挤出发泡时泡孔塌陷等问题。这一缺点极大地限制了聚丙烯在热成型、吹塑成型和发泡成型过程中的应用。近年来,具有优异性能的高熔体强度聚丙烯,由于能够克服普通聚丙烯抗熔垂性差而造成的加工性能不稳定的缺陷而得到迅速应用。对聚丙烯来说,提高其熔体强度可通过以下两种途径来实现:(1)将普通pp与其他非晶或低结晶树脂、弹性体等共混,以提高熔程与熔体强度;(2)提高pp分子量及其分布或引入支链结构。然而,只注重提高聚丙烯的熔体强度这一性能参数往往是片面的,通常情况下得到的具有高熔体强度数值的聚丙烯却不具有很好的熔体延展性,例如中国石化扬子石油化工有限公司生产的无规共聚聚丙烯管材专用料r503和嵌段共聚聚丙烯管材专用料2203t,它们均具有非常高的熔体强度,熔体强度值分别可以达到0.5n和0.3n,但熔体延展性较差,熔体可拉伸比分别只能达到1.0和1.5,在热成型过程中熔体往往会出现一拉就断的现象,严重影响聚丙烯在吹塑成型和发泡成型工艺中的应用。因此,开发同时具备高熔体强度和高熔体延展性的聚丙烯树脂产品,可以充分发挥聚丙烯在热成型、吹塑成型和发泡成型工艺中的应用。技术实现要素:本发明的目的是解决现有技术中高熔体强度聚丙烯材料的熔体延展性不好的问题,提供了一种高熔体强度和高熔体延展性的聚丙烯材料的制备方法。本发明人通过共混三种聚丙烯树脂,对聚丙烯树脂分子量大小和分子量分布进行针对性调整,同时改善和提高树脂的熔体强度和熔体延展性,进一步地通过优化树脂的双螺杆共混加工的温度和螺杆转速,最终得到可以应用于热成型、吹塑成型和发泡成型工艺的高熔体强度和高熔体延展性的聚丙烯树脂产品。技术方案一种高熔体强度和高熔体延展性的聚丙烯材料的制备方法,取10-40份嵌段共聚聚丙烯树脂a、40-75份共聚聚丙烯树脂b和15-35份无规共聚聚丙烯树脂c混合均匀,然后进行同向双螺杆挤出机熔融造粒,即得,上述份数均为重量份。其中,嵌段共聚聚丙烯树脂a的乙烯含量为6-9wt%,熔体流动速率为1.0-3.0g/10min,最佳为1.5-2.0g/10min;嵌段共聚聚丙烯树脂b的乙烯含量为6-9wt%,熔体流动速率为0.1-0.5g/10min,最佳为0.2-0.4g/10min;无规共聚聚丙烯树脂c的乙烯含量为3-5wt%,熔体流动速率为0.1-0.3g/10min,最佳为0.2-0.3g/10min。进一步,所述同向双螺杆挤出机的长径比为25,螺杆转速为100-300r/min。进一步,所述同向双螺杆挤出机的加工温度为210-230℃。上述工艺中,嵌段共聚聚丙烯树脂a和嵌段共聚聚丙烯树脂b均采用的是本领域公知的方法制备得来的,例如bp-amoco聚丙烯工艺;无规共聚聚丙烯树脂c的制备工艺采用的也是本领域公知的方法,例如三井hypol聚丙烯工艺。只要控制熔体流动速率和乙烯含量在限定的范围内,就均能满足本发明的要求。有益效果:采用本发明方法制备得到的聚丙烯材料同时具备高熔体强度和高熔体延展性,熔体强度值和熔体可拉伸比分别可以达到0.25n和7.0,适合应用于热成型、吹塑成型和发泡成型工业领域。具体实施方式备注:以下实施例中的嵌段共聚聚丙烯a和嵌段共聚聚丙烯b的制备方法采用的是bp-amoco聚丙烯工艺,无规共聚聚丙烯c的制备采用的是三井hypol聚丙烯工艺,下述实施例中的份数均为重量份。实施例1制备乙烯含量为6wt%、熔体流动速率为1.0g/10min的嵌段共聚聚丙烯a,乙烯含量为6wt%、熔体流动速率为0.35g/10min的嵌段共聚聚丙烯b和乙烯含量为3wt%、熔体流动速率为0.25g/10min的无规共聚聚丙烯c,取10份嵌段共聚聚丙烯a、75份嵌段 共聚聚丙烯b和15份无规共聚聚丙烯c均匀混合后,进行同向双螺杆挤出机熔融造粒,即得。同向双螺杆挤出机的螺杆直径为16mm,长径比25,加工温度为230℃,螺杆转速为200r/min。实施例2嵌段共聚聚丙烯a的乙烯含量为6wt%,熔体流动速率为2.0g/10min,其余工艺参数与实施例1一样。实施例3嵌段共聚聚丙烯a的乙烯含量为6wt%,熔体流动速率为3.0g/10min,其余工艺参数与实施例1一样。实施例4嵌段共聚聚丙烯a的乙烯含量为6wt%,熔体流动速率为2.0g/10min,无规共聚聚丙烯c的乙烯含量为3wt%,熔体流动速率为0.15g/10min,其余的工艺参数与实施例1一样。实施例5嵌段共聚聚丙烯a的乙烯含量为6wt%,熔体流动速率为2.0g/10min,无规共聚聚丙烯c的乙烯含量为3wt%,熔体流动速率为0.35g/10min,其余的工艺参数与实施例1一样。实施例6嵌段共聚聚丙烯a的乙烯含量为6wt%,熔体流动速率为2.0g/10min,嵌段共聚聚丙烯b的乙烯含量为6wt%,熔体流动速率为0.15g/10min,其余的工艺参数与实施例1一样。实施例7嵌段共聚聚丙烯a的乙烯含量为6wt%,熔体流动速率为2.0g/10min,嵌段共聚聚丙烯b的乙烯含量为6wt%,熔体流动速率为0.25g/10min,其余的工艺参数与实施例1一样。实施例8嵌段共聚聚丙烯a的乙烯含量为6wt%,熔体流动速率为2.0g/10min,嵌段共聚聚丙烯a用量为15份,嵌段共聚聚丙烯b用量为70份,其余的工艺参数与实施例1一样。实施例9嵌段共聚聚丙烯a的乙烯含量为6wt%,熔体流动速率为2.0g/10min,嵌段共聚聚 丙烯a用量为15份,嵌段共聚聚丙烯b用量为60份,无规共聚聚丙烯c的用量为25份,其余的工艺参数与实施例1一样。实施例10嵌段共聚聚丙烯a的乙烯含量为6wt%,熔体流动速率为2.0g/10min,嵌段共聚聚丙烯a用量为20份,嵌段共聚聚丙烯b用量为55份,无规共聚聚丙烯c的用量为25份,其余的工艺参数与实施例1一样。实施例11嵌段共聚聚丙烯a的乙烯含量为6wt%,熔体流动速率为2.0g/10min,嵌段共聚聚丙烯a用量为30份,嵌段共聚聚丙烯b用量为40份,无规共聚聚丙烯c的用量为30份,其余的工艺参数与实施例1一样。实施例12嵌段共聚聚丙烯a的乙烯含量为6wt%,熔体流动速率为2.0g/10min,嵌段共聚聚丙烯a用量为40份,嵌段共聚聚丙烯b用量为40份,无规共聚聚丙烯c的用量为20份,其余的工艺参数与实施例1一样。实施例13嵌段共聚聚丙烯a的乙烯含量为6wt%,熔体流动速率为2.0g/10min,嵌段共聚聚丙烯a用量为15份,无规共聚聚丙烯c的用量为10份,同向双螺杆挤出机加工温度为210℃,其余与实施例1同。实施例14同向双螺杆挤出机加工温度为220℃,其余与实施例13同。实施例15同向双螺杆挤出机加工温度为230℃,螺杆转速为100r/min,其余与实施例13同。实施例16同向双螺杆挤出机加工温度为230℃,螺杆转速为300r/min,其余与实施例13同。性能测试将实施例1-16制得的聚丙烯材料进行熔体强度和熔体可拉伸比测试,测试结果见下表:实施例熔体强度/n熔体可拉伸比实施例10.23n4.5实施例20.22n7.5实施例30.18n10.1实施例40.28n3.5实施例50.20n8.7实施例60.31n3.2实施例70.18n7.6实施例80.25n5.5实施例90.28n3.5实施例100.28n4.0实施例110.30n3.2实施例120.17n8.6实施例130.29n3.6实施例140.26n5.6实施例150.27n4.5实施例160.17n10.5当前第1页12
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