本发明属于聚烯烃材料领域，具体地，涉及一种聚丙烯组合物，以及由该聚丙烯组合物制成的聚丙烯材料。
背景技术：
聚丙烯(pp)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)都是目前非常重要的聚合物产品。聚丙烯来源丰富，价格低廉，而且无毒无味、密度小、耐潮湿、耐化学腐蚀，同时还具有易加工、电绝缘性好等特性，被广泛应用于汽车工业、电器工业、医药、家用器皿、包装和纺织等领域。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)是一种价格低廉的聚合物材料，其分子主链上含有刚性基团，具有耐磨性、耐热性、耐化学药品腐蚀性、绝缘性、成型后的尺寸稳定性好和力学性能优异等特性，被广泛用于合成纤维、双向拉伸薄膜和中空容器等领域。
研究表明，若将pp和pet共混，使两种材料的特点结合起来，所得共混物会具有较高的潜在应用价值。
cn103709674a公开了一种pet/pp合金材料及其制备方法，该合金材料的组分包括pet、pp、增容剂、增强剂、复配型阻燃剂、润滑剂和抗氧剂，其中的增容剂为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(sebs-g-mha)、聚丙烯接枝马来酸酐(pp-g-mah)和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(epdm-g-mha)中的一种。通过前述助剂的加入，提高了pet和pp的相容性，从而使合金材料具有较好的力学性能。
cn1687230a公开了一种pet和pp共混改性纳米填料合金及其制备方法，所述合金由pet、pp、pbt、抗氧剂、接枝剂、gma-san、纳米填 料、α成核剂、增韧剂、ps-g-mah、成核促进剂和增强稳定剂制成，该发明通过pp的加入提高了pet材料的结晶速度和熔体粘度等。
cn1843737a公开了一种聚丙烯共混体系原位增强作用的形成与强化方法。该发明以pp为连续相，pet为分散相，以马来酸酐接枝聚丙烯为增容剂，通过控制挤出成型条件来制备聚合物共混物。通过控制共混体系的形态结构，使分散相取向、成纤，同时对所获得的共混体系进行适当的热处理，改善已取向、成纤的pet的结晶程度，以提高pet微纤的力学性能及原位增强效果，从而起到改善聚丙烯材料力学性能的作用。
由上可见，由于pp和pet的相容性较差，少量pet的加入就会导致聚丙烯材料过脆，力学性能不能得到有效改善，从而限制了产品的应用；若要提高两者的相容性，则需要向体系中添加增容剂(包括马来酸酐类、丙烯酸(酯)类和马来酰亚胺类等)，而这在很大程度上增加了合成工艺的复杂性以及生产成本。
技术实现要素：
为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种聚丙烯组合物，以及由该聚丙烯组合物制成的聚丙烯材料。
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种聚丙烯组合物，该聚丙烯组合物包含聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯；其中，所述聚丙烯为抗冲聚丙烯，其含有70-85重量％的均聚聚丙烯和15-30重量％的乙丙橡胶(epr)；以所述聚丙烯组合物的总量为基准，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的含量为1-20重量％，所述抗冲聚丙烯的含量为80-99重量％。
根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种聚丙烯材料，该聚丙烯材料由上述聚丙烯组合物熔融挤出成型得到。
本发明采用抗冲聚丙烯为基体与pet共混，能够利用抗冲聚丙烯中的橡胶态提高聚丙烯与pet的相容性，这既能有效提高聚丙烯材料的刚性， 又能保证材料的韧性，使制备的聚丙烯材料满足较好的综合力学性能。另外，本发明的组合物可以避免使用价格昂贵的增容剂，各种原料易得，从而使聚丙烯材料具有制备工艺简单且成本低的特点。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细描述。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种聚丙烯组合物，该聚丙烯组合物包含聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯；其中，所述聚丙烯为抗冲聚丙烯，其含有70-85重量％的均聚聚丙烯和15-30重量％的乙丙橡胶；以所述聚丙烯组合物的总量为基准，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的含量为1-20重量％，所述抗冲聚丙烯的含量为80-99重量％。
根据本发明，所述聚丙烯组合物可以不含有增容剂。
本发明中，所述抗冲聚丙烯属于以均聚聚丙烯为连续相，乙丙橡胶为分散相的多相体系，其中乙丙橡胶的含量可以按照astmd5492-98的标准通过测试抗冲聚丙烯的二甲苯可溶物含量获得。
优选地，所述抗冲聚丙烯在230℃、2.16kg载荷下的熔体流动指数(mfr)为5-12g/10min。在本发明中，熔体流动指数按照iso1133中规定的方法测得。
所述抗冲聚丙烯可以参照现有技术制得，例如，在高活性、高立构选择性的ziegler-natta催化剂存在下，通过包含以下两步聚合反应的方法制备：首先，利用本体法、气相法或本体与气相法结合的方法，使丙烯进行聚合反应，生成均聚聚丙烯；接下来，将第一步制得的均聚聚丙烯在随后的气相反应器内进行乙烯与丙烯的共聚合，从而生成分散于均聚聚丙烯基体中的橡胶状乙丙无规共聚物(即，乙丙橡胶)。其中，前述各阶段聚合反应的具体操作条件为本领域所熟知，在此不再赘述。另外，所述抗冲聚丙烯 也可以通过商购获得，例如中国石化下属公司生产的sp179产品，或者，新加坡聚烯烃私营公司生产的aw191产品。
本发明中，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯可以为改性聚丙烯材料的常规选择，本发明对此并没有特别地限定。一般地，按照gb/t-14190-1993标准测试的聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度[η]＝0.62-0.68dl/g。所述聚对苯二甲酸乙二醇酯可以是商购产品，也可以是采用常规回收技术(如，熔融再加工法、焚烧法和化学降解法等)回收废弃的聚对苯二甲酸乙二醇酯获得的产品。
优选地，以所述聚丙烯组合物的总量为基准，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的含量为5-15重量％，所述抗冲聚丙烯的含量为85-95重量％，这样能进一步提高所得聚丙烯材料的综合力学性能。
本发明中，所述聚丙烯组合物还可以含有β-成核剂。所述β成核剂可以选自二元酸与第ⅱa族金属盐的混合物、稀土类β成核剂和酰胺类β成核剂中的一种或多种。
具体地，在所述二元酸与第ⅱa族金属盐的混合物成核剂中，所述二元酸的实例包括但不限于：乙二酸、丙二酸、丁二酸、异戊二酸和庚二酸中的一种或多种；所述第ⅱa族金属盐的实例包括但不限于：硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸钡和硬脂酸铝中的一种或多种。此外，所述二元酸与第ⅱa族金属盐的重量比可以为0.5-1:1。
所述稀土类β成核剂的主要成分为稀土金属氧化物，其具体实例包括但不限于：氧化钪、氧化镧、氧化铈、氧化钇和氧化镨等中的一种或多种。所述稀土类β成核剂可以通过商购获得，例如，可以为购自广东炜林纳功能材料公司的牌号为wbg的稀土类β成核剂。
所述酰胺类β成核剂可以为取代芳酰胺类成核剂和/或取代苯酰胺类β成核剂，其具体实例包括但不限于：n,n-二环己基邻苯二甲酰胺、n,n-二环己基对苯二甲酰胺、n,n-二苯胺基己二酰胺、n,n-二苯甲酰基己二胺、 n,n-二苯酰基对苯二胺、n,n-二苯基丁二酰胺和n,n-二苯基己二酰胺中的一种或多种。此外，所述酰胺类成核剂可以通过商购获得，例如，所述取代芳酰胺类β成核剂可以为山西省化工研究所生产的牌号为tmb-4的产品，所述取代苯酰胺类成核剂例如可以为山西省化工研究所生产的牌号为tmb-5的产品。
优选情况下，所述β-成核剂选自稀土类β成核剂和酰胺类β成核剂中的至少一种。
所述β-成核剂的用量可以参照现有技术进行选择，例如，以所述聚丙烯组合物的总量为基准，所述β-成核剂的含量可以为0.02-0.3重量％。优选地，以所述聚丙烯组合物的总量为基准，所述β-成核剂的含量为0.05-0.15重量％。
本发明中，所述聚丙烯组合物还可以含有抗氧剂，所述抗氧剂可以为本领域常规使用的抗氧剂，例如选自受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧化剂。
所述受阻酚类抗氧剂的实例可以包括但不限于：2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1h,3h,5h)-三酮、三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯)丁烷和2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。
所述亚磷酸酯类抗氧化剂的实例可以包括但不限于：三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)和对(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
优选地，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯；前者与后者的质量比可以为1:0.5-1。
本发明中，以所述聚丙烯组合物的总量为基准，所述抗氧剂的含量可以为0.2-0.5重量％。
在任意一种实施方式中，所述聚丙烯组合物中各组分的总含量为100重量％。
根据本发明的第二个方面，本发明还提供了一种聚丙烯材料，该聚丙烯材料由上述聚丙烯组合物熔融挤出成型得到。
根据本发明，将所述聚丙烯组合物熔融挤出成型的方法、条件以及所用的挤出机的种类也为本领域技术人员所公知。例如，可以采用双螺杆挤出机，也可以采用单螺杆挤出机对聚丙烯组合物进行熔融挤出成型，并可以根据挤出机模头的形状得到不同形状(如颗粒状、薄膜状等)的聚丙烯材料，对此本领域技术人员均能知悉，在此将不再赘述。此外，所述熔融挤出成型时螺杆的转速可以为150-360转/分钟，熔融挤出成型的温度可以控制在250-260℃。
此外，本发明的改进之处在于采用了一种新的聚丙烯组合物和聚丙烯材料，所以可以根据材料的综合力学性能选择聚丙烯材料的应用，在此不再赘述。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中：所使用的抗氧剂1010和抗氧剂168均购自巴斯夫公司，pet购自中国石化仪征化纤股份有限公司([η]＝0.675dl/g)。
抗冲聚丙烯的二甲苯可溶物含量(即，乙丙橡胶的含量)采用西班牙polychar公司的crystex分析仪按照astmd5492-98标准测试；熔体流动指数按照iso1133中规定的方法，在230℃、2.16kg载荷作用下测定。
聚丙烯材料的弯曲强度和弯曲模量按照gb/t9341中规定的方法进行测定；冲击强度按照gb/t1843中规定的方法进行测定。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的聚丙烯组合物和聚丙烯材料及其制备方法。
(1)组分
抗冲聚丙烯树脂(牌号为sp179，齐鲁石化生产；mfr＝9.6g/10min，二甲苯可溶物重量含量(即，乙丙橡胶含量)为27.2％)，90重量份；
pet，10重量份；
β-成核剂为tmb-5(山西省化工研究所生产)，占组合物总量的0.15重量％；
抗氧剂1010，占组合物总量的0.15重量％；
抗氧剂168，占组合物总量的0.15重量％。
(2)聚丙烯材料的生产
将抗冲聚丙烯树脂和pet分别在100℃干燥3小时，再与β-成核剂、抗氧剂在高速搅拌机中充分混合，接着，将得到的聚丙烯组合物送至双螺杆挤出机，调整螺杆的转速为360转/分钟，熔融挤出成型的温度控制在250-260℃，经挤出、冷却、造粒和干燥后，得到聚丙烯材料c1，其力学性能如表1所示。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的聚丙烯组合物和聚丙烯材料及其制备方法。
(1)组分
抗冲聚丙烯树脂(北京化工研究院生产实验料；mfr＝5.5g/10min，二甲苯可溶物重量含量为22.0％)，92重量份；
pet，8重量份；
β-成核剂为稀土β-成核剂wbg(购自广东炜林纳功能材料公司)，占组合物总量的0.1重量％；
抗氧剂1010，占组合物总量的0.15重量％；
抗氧剂168，占组合物总量的0.15重量％。
(2)聚丙烯材料
按照实施例1的方法进行制备，从而得到聚丙烯材料c2，其力学性能如表1所示。
实施例3
本实施例用于说明本发明提供的聚丙烯组合物和聚丙烯材料及其制备方法。
(1)组分
抗冲聚丙烯树脂(北京化工研究院生产实验料；mfr＝5.8g/10min，二甲苯可溶物重量含量为17.2％)，95重量份；
pet，5重量份；
β-成核剂为tmb-5(山西省化工研究院生产)，占组合物总量的0.15重量％；
抗氧剂1010，占组合物总量的0.15重量％；
抗氧剂168，占组合物总量的0.15重量％。
(2)聚丙烯材料
按照实施例1的方法进行制备，从而得到聚丙烯材料c3，其力学性能如表1所示。
实施例4
本实施例用于说明本发明提供的聚丙烯组合物和聚丙烯材料及其制备方法。
(1)组分
抗冲聚丙烯树脂，95重量份；
pet，5重量份；
β-成核剂占组合物总量的0.05重量％；其余同实施例1。
(2)聚丙烯材料
按照实施例1的方法进行制备，从而制得聚丙烯材料c4，其力学性能如表1所示。
实施例5
本实施例用于说明本发明提供的聚丙烯组合物和聚丙烯材料及其制备方法。
(1)组分
抗冲聚丙烯树脂，85重量份；
pet，15重量份；
β-成核剂，占组合物总量的1.0重量％；其余同实施例1。
(2)聚丙烯材料
按照实施例1的方法进行制备，从而制得聚丙烯材料c5，其力学性能如表1所示。
实施例6
本实施例用于说明本发明提供的聚丙烯组合物和聚丙烯材料及其制备方法。
采用实施例1的方法制备材料，所不同的是，不添加β-成核剂，从而制得聚丙烯材料c6，其力学性能如表1所示。
对比例1
采用实施例1的方法制备材料，所不同的是，用等重量的均聚聚丙烯(牌号为k1008，燕山石化生产，mfr＝10.0g/10min)代替实施例1的抗冲聚丙烯树脂，从而制得聚丙烯材料d1，其力学性能如表1所示。
对比例2
采用实施例1的方法制备材料，所不同的是，抗冲聚丙烯树脂的用量为70重量份，pet的用量为30重量份，从而制得聚丙烯材料d2，其力学性能如表1所示。
表1
将实施例1和对比例1的结果比较可知，采用抗冲聚丙烯代替常规的均聚聚丙烯与pet共混，能够显著提高聚丙烯材料的综合力学性能(即，使材料具有一定的强度和韧性，不至于太脆)；而对比实施例1与实施例6的结果可知，优选加入β-成核剂后能进一步同时提高材料的弯曲强度和韧性。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。