一种耐热聚丙烯共混颗粒及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种耐热聚丙烯共混颗粒及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯塑料是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，应用十分广泛。根据聚丙烯 不同的聚合方式分为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯等。其中，均聚聚丙烯 具有韧性差、尺寸稳定性差和易老化等缺点，限制了其适用范围。嵌段共聚聚丙烯(PP-B)是 由均聚PP和二聚物的混合物；均聚PP呈球状，表面有孔隙，二聚物在孔隙生成共聚聚丙烯， 具有强度高、刚性大、耐热性能好、尺寸稳定性好、加工性能好以及低温韧性极佳的优点;但 是共聚聚丙烯的透明度、光泽度和刚性都较低。无规共聚聚丙烯(PP-R)是采用先进的气相 共聚工艺，在气相流化床反应器中，将乙烯单体在聚丙烯的分子链中随机、均匀地进行聚 合，这种无规分布改变了聚丙烯的分子结构，从而使PP-R获得更加优良的工艺性能，耐环境 应力开裂性能也得到进一步改善，由于PP-R管具有无毒卫生、耐热保温、连接安装方式简单 可靠、耐磨蚀、防冻裂、废料可回收等优点，成为综合性能最好的管材之一;但由于PP-R分子 量分布较窄，分子量较大，以及结晶性能很弱，加工非常困难。
[0003] 由此可见，采用单种的聚丙烯很难满足聚丙烯在不同领域中的应用，尤其是在不 同气候地域中的应用。为了改善聚丙烯的性能，目前在塑料领域通常采用在聚丙烯粉末中 添加共辄双稀或苯乙稀等于聚丙稀粉末共混来改进其加工性能和机械性能，这在一定程度 上可以盖上聚合物的性能，但是由于共辄双烯和苯乙烯上的双键反应活性高，需要严格控 制反应条件以达到控制交联度才能保障聚合物的良好加工性能，因此在反应条件及催化剂 的选择上都很苛刻，这无疑增加了聚合物的成本。另外，现有的基础工艺用于挤出聚丙烯共 混原料中，容易出现因熔融体流动性不稳定而导致的螺纹挤出畸变和鲨鱼皮现象。
【发明内容】
[0004] 为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种耐热聚丙烯共混颗粒，采用 均聚聚丙烯和共聚聚丙烯进行共混，通过控制混合的比例，并在加工助剂的作用下，得到一 种耐热性能好、透明度高、流变性能好、易于加工的聚丙烯共混颗粒。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种耐热聚丙烯共混颗粒的制备方法，通过改进挤出 的条件、温度提高挤出效率和挤出颗粒的表观质量，法获得一种耐热性能好、透明度高、流 变性能好、易于加工的聚丙烯共混颗粒。
[0006] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
[0007] -种耐热聚丙烯共混颗粒，制备所述耐热聚丙烯共混颗粒的原料包括以重量份计 的以下组分：
[0008] 均聚聚丙烯:70-90份；
[0009]嵌段共聚聚丙烯:25-64份；
[0010] 马来酸酐接枝共聚物:5-12份；
[0011] 成核剂:1-8份；
[0012] 加工助剂:0.1-1份。
[0013] 进一步的方案中，本发明制备所述耐热聚丙烯共混颗粒的原料还包括2-8重量份 的无规共聚聚丙烯。
[0014] 进一步的方案中，本发明制备制备所述耐热聚丙烯共混颗粒的原料还包括1-5重 量份的高密度聚乙烯。
[0015] 进一步的方案中，本发明所述的马来酸酐接枝共聚物为马来酸酐接枝聚乙烯或马 来酸酐接枝聚丙烯。
[0016] 进一步的方案中，本发明制备所述耐热聚丙烯共混颗粒的原料包括以重量份计的 以下成分：
[0017] 均聚聚丙烯:78-85份；
[0018]嵌段共聚聚丙烯:39-51份；
[0019] 马来酸酐接枝共聚物:8-10份；
[0020] 高密度聚乙烯:2-5份
[0021] 成核剂:2-5份；
[0022] 加工助剂:0.2-0.5份。
[0023]进一步的方案中，本发明所述的均聚聚丙烯是由博禄公司生产的产品名为 HJ311M0的均聚聚丙烯;所述嵌段共聚聚丙烯是由博禄公司生产的产品名为BJ368M0的嵌段 共聚聚丙烯;所述无规共聚聚丙烯是由博禄公司生产的产品名RJ766M0的无规共聚聚丙烯。
[0024 ]进一步的方案中，本发明所述的加工助剂为增塑剂、抗氧剂、水解稳定剂、光稳定 剂、润滑剂以及着色剂中的一种或两种以上。
[0025] -种耐热聚丙烯共混颗粒的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0026] 1)混合:将上述原料混合均匀后过双层网筛，得到混合的原料粉末；
[0027] 2)共挤：将上述过网筛后的原料粉末加入到挤出机中熔融后挤出，挤出温度为 200_250°C，挤出后得到耐热聚丙烯塑料；
[0028] 3)切粒:上述步骤2)所得到的耐热聚丙烯塑料冷却后切粒，即成。
[0029] 进一步的方案中，上述制备方法所述挤出机模口的长径比为(20-15): 1。
[0030] 相比现有技术，本发明的有益效果在于：
[0031] 1.本发明所述的耐热聚丙烯共混颗粒是将均聚聚丙烯与共聚聚丙烯共挤而成，通 过控制原料之间的比例，使得到的耐热聚丙烯共混颗粒具有良好的耐热性能、透明度以及 流变性能，易于加工成型；
[0032] 2.本发明所述的制备方法通过控制挤出的温度结合添加改善了挤出物在挤出过 程中可能出现的螺旋畸变现象，从而改善了基础挤出物的外观，使得到的挤出物光滑透明。
【具体实施方式】
[0033]下面结合具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。
[0034] -种耐热聚丙烯共混颗粒，制备所述耐热聚丙烯共混颗粒的原料包括以重量份计 的以下组分：
[0035] 均聚聚丙烯:70-90份；
[0036]嵌段共聚聚丙烯:25-64份；
[0037]马来酸酐接枝共聚物:5-12份；
[0038]成核剂：1-8份；
[0039] 加工助剂:0.1-1份。
[0040] 在本发明中，由于均聚聚丙烯的光学性能较差，随着均聚聚丙烯用量得到增加，产 品的透明度会受到影响；而无规共聚聚丙烯能够改进了光学性能，增产品的透明度并减少 了浊雾，并且能够提高产品的抗冲击性能，增加了挠性，降低了熔化温度，从而也降低了热 熔接温度，有利于共混挤出过程中的温度控制。进一步的方案中，本发明制备所述耐热聚丙 烯共混颗粒的原料还包括2-8重量份的无规共聚聚丙烯。
[0041 ]进一步的，在本发明中，制备所述耐热聚丙烯共混颗粒的原料还包括5-8重量份的 高密度聚乙烯(HDPE)。高密度聚乙烯具有良好的物理机械强度和优异的加工性能，少量添 加的时候，可以对PP起到综合改性的效果，但性能提高不大，继续增加高密度聚乙烯的含 量，体系的拉伸强度和弯曲强度将下降，而冲击性能将大幅度提高。这是由于聚丙烯与聚乙 烯均为结晶性聚合物，在高密度聚乙烯含量较少的时候，可能起到成核剂的作用，促进PP的 结晶并使球晶细化，所以起到了综合改善性能的效果。当高密度聚乙烯进一步增加的时候， 使复合材料中PP球晶破坏形成碎片，从而导致了共混物的拉伸性能和弯曲性能的下降，而 冲击性能大幅提尚。
[0042]进一步的方案中，本发明所述的马来酸酐接枝共聚物为马来酸酐接枝聚乙烯或马 来酸酐接枝聚丙烯。在本发明中马来酸酐接枝聚乙烯和马来酸酐接枝聚丙烯有相容剂的作 用，在均聚聚丙烯与前端共聚聚丙烯的共混过程中可以提高产品的拉伸、冲击强度，实现高 填充，改善加工流变性，提高表面光洁度。
[0043]进一步的方案中，本发明制备所述耐热聚丙烯共混颗粒的原料包括以重量份计的 以下成分：
[0044] 均聚聚丙烯:78-85份；
[0045] 嵌段共聚聚丙烯:39-51份；
[0046] 马来酸酐接枝共聚物:8-10份；
[0047] 高密度聚乙烯:2-5份；
[0048] 成核剂:2-5份；
[0049] 加工助剂:0.2-0.5份。
[0050]进一步的方案中，本发明所述的均聚聚丙烯是由博禄公司生产的产品名为 HJ311M0的均聚聚丙烯;所述嵌段共聚聚丙烯是由博禄公司生产的产品名为BJ368M0的嵌段 共聚聚丙烯;所述无规共聚聚丙烯是由博禄公司生产的产品名RJ766M0的无规共聚聚丙烯。
[0051]进一步的方案中，本发明所述的加工助剂为增塑剂、抗氧剂、水解稳定剂、光稳定 剂、润滑剂以及着色剂中的一种或两种以上。具体的，在本发明中可以列举的成核剂可以选 自滑石粉、各种硅胶、高岭土，也可以是一元或二元脂肪酸和芳烷基酸类的盐类，还可以是 丁二酸钠、戊二酸钠、己酸钠、苯乙酸中的一种;其中要得到透明度好的产品，本发明优选二 苄叉山梨醇类及其衍生物作为成核剂;二苄叉山梨醇类的加入使晶核数目增多，球晶尺寸 减小，当晶粒的尺寸小于可见光波长时，可明显提高制品的透明性。
[0052]在本发明的研究中发现口模长径比对熔体畸变行为也有明显影响，长径比越小， 熔体的流变越不稳定，挤出物越容易出现畸变而出现表面螺纹，然而当当熔体经过长口模 的松弛，畸变现象变轻，但是考虑到挤出机的整体结构，长径比不可能无限增大。因此在本 发明的进一步的方案中，上述制备方法所述挤