一种聚丙烯组合物及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料，具体涉及一种聚丙烯组合物及其制备方法。

背景技术：

1、在食品、药品包装领域中，塑料包装膜是非常常见的包装材料，其中聚丙烯塑料膜因其无毒、易加工的特点，相比于其他塑料材料使用频率更高。

2、然而由于聚丙烯本身的非极性线性高分子链的特性使其对于氧气的隔绝性能较差，现有的聚丙烯包装膜多以隔氧性能更好的evoh(乙烯-乙烯醇共聚物)复配制备产品，但是该原料环保性差，并且其与聚丙烯并非均一材质，制备的产品也无法回收利用，并且由于聚丙烯和evoh的相容性不高，为保障产品的基础力学性能，其添加量不能过多，导致产品的隔氧性能提升程度有限，并且产品制备成膜材料后的挺度并不理想(也即产品的初始弯曲模量低)；另一方面，现有技术中也有采用其他复配助剂提升产品的隔氧性能，但是提升程度非常有限。

3、此外，现有包装膜材料的应用方向要求产品具备足够的透光率(85％以上)，现有的这些改性聚丙烯产品很难达到这种要求。

技术实现思路

1、基于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供了一种聚丙烯组合物，该产品通过在聚丙烯树脂中引入特定的氢化石油树脂、成核剂、脱氧剂以及环烯烃聚合物复配作为阻隔活性成分，使得制备的产品不仅具有较高的隔氧性能，同时该产品的透光率可以达到85％以上，并且具有较高的初始弯曲模量和延展性，应用制备的包装膜材料具有理想的挺度，实用效果优异。

2、为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种聚丙烯组合物，包括以下重量份的组分：

4、聚丙烯树脂70～85份、环烯烃聚合物2～8份、氢化石油树脂5～15份、β成核剂0.1～0.3份以及脱氧剂0.1～0.5份；

5、所述脱氧剂为乙烯双(氧乙烯)双-(3-(5-叔丁基-4-羟基-甲基甲苯)丙酸酯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三酮中的至少一种；

6、所述环烯烃聚合物在260℃、2.16kg负荷下的熔体流动速率为10～40g/10min。

7、优选地，所述环烯烃聚合物在260℃、2.16kg负荷下的熔体流动速率为10～36g/10min。

8、所述环烯烃聚合物的熔体流动速率根据astm d1238-2010测试得到。

9、现有技术中，诸如采用evoh等阻隔树脂以改性提升聚丙烯产品的隔氧性能的效果十分有限，并且可能还会造成产品的力学性能尤其是弯曲模量性能受到影响，使得产品在制备成膜材料后挺度不足；另一方面，现有包装膜领域还要求产品兼顾具备足够的透光率。基于上述问题，在本发明技术方案中，发明人采用特定种类的脱氧剂和氢化石油树脂引入至基体聚丙烯树脂当中，脱氧剂基于特定的分子结构能够快速补充进入产品内部的氧分子，抑制其溶解和扩散，进而降低氧分子的渗透作用，从而快速提升产品的隔氧性能；另一方面，产品还进一步引入了β成核剂使得聚丙烯树脂产生具有致密结构的β结晶结构，而组分中的特定流动性的环烯烃聚合物和氢化石油树脂则能够联同这部分树脂共同发生作用，不仅使得聚丙烯树脂的结晶效果更好，提升产品的本征隔氧性能。

10、不过，虽然环烯烃聚合物对于产品的性能有极大提升，但这种物质添加过多会大幅度降低产品的延展性，使得产品的延展性大幅度下降，无法很好地应用在膜材料当中，因此，该物质的添加量需要着重考究。

11、优选地，所述聚丙烯组合物的组分中，聚丙烯树脂的重量份数为70份、75份、78份、80份、85份中的一者或任意两者的范围值；环烯烃聚合物的重量份数为2份、4份、5份、6份、8份中的一者或任意两者的范围值；氢化石油树脂的重量份数为5份、8份、10份、12份、15份中的一者或任意两者的范围值；β成核剂的重量份数为0.1份、0.15份、0.2份、0.25份、0.3份中的一者或任意两者的范围值；脱氧剂的重量份数为0.1份、0.15份、0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.5份中的一者或任意两者的范围值。

12、优选地，所述聚丙烯组合物，包括以下重量份的组分：

13、聚丙烯树脂78～85份、环烯烃聚合物3～6份、氢化石油树脂8～12份、β成核剂0.2～0.25份以及脱氧剂0.2～0.3份。

14、优选地，所述聚丙烯组合物中，聚丙烯树脂的质量含量≥70wt％。

15、优选地，所述聚丙烯树脂根据astm d1238-2021在230℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率0.2～5g/10min。

16、更优选地，所述聚丙烯树脂根据astm d1238-2021在230℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率为0.2g/10min、0.5g/10min、1g/10min、1.5g/10min、2g/10min、2.5g/10min、3g/10min、4g/10min、5g/10min的一者或任意两者的范围值。

17、优选地，所述氢化石油树脂的碳原子数为5和/或9。

18、优选地，所述氢化石油树脂的软化点为120～150℃。

19、所述氢化石油树脂的软化点可以根据gb/t2294-97测试得到。

20、优选地，所述β成核剂为硬脂酸钙、庚二酸钙、己二酸锌、辛二酸钙、四氢邻苯二甲酸钙中的至少一种。

21、环烯烃聚合物(coc/cop)是一种具有环状烯烃结构的非晶性透明共聚高分子/均聚高分子，但基于流动性的差异，其在本技术所述产品中展现的提升性能的效果也不尽相同，发明人经过实验发现，只有使用熔体流动速率为10～40g/10min下的种类，产品才能在保障高隔氧性、高透光率的前提下，兼具实现高弯曲模量。

22、优选地，所述聚丙烯组合物的组分中还包含α成核剂，所述α成核剂与β成核剂的质量之比为(0.15～0.75)：1。

23、与β成核剂不同，α成核剂在聚丙烯树脂中的主要作用是增强产品的刚性和透明度，因此在产品中引入特定含量的α成核剂时，不会影响β成核剂的效果，甚至对于产品的隔氧效果有小幅度提升，还可以联同聚烯烃聚合物进一步提升产品的刚性和透光率。

24、更优选地，所述α成核剂为磷酸酯、山梨醇、环状羧酸盐中的至少一种。

25、更优选地，所述聚碳酸酯的组分还包括0.01～1份抗氧剂、0.01～1份润滑剂中的至少一种。

26、基于实际产品的需要，本领域技术人员可以在不影响产品性能的前提下适当引入一些聚丙烯产品中常见引入的一些组分，例如提升产品常规耐氧化性能的抗氧剂，提升产品加工性能的润滑剂等等。

27、更优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种，所述润滑剂为酰胺类润滑剂、硬脂酸类润滑剂中的至少一种。

28、本发明的另一目的在于提供所述聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：

29、将各组分混合均匀后，在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，即得所述聚丙烯组合物。

30、本发明所述聚丙烯组合物的制备方法操作步骤简单，可实现工业化规模生产。

31、优选地，所述双螺杆挤出机的温度区间设置为：200～220℃，螺杆转速为350～450r/min，螺杆长径比为(38～42)：1。

32、本发明的再一目的在于提供所述聚丙烯组合物在制备包装膜中的应用。

33、本发明所述聚丙烯组合物产品组分均一，可以实现常态化高隔氧性，同时该产品透光率高，透明性好，弯曲强度好，因此应用在制备一些包装膜时具有较好的挺度。

34、优选地，所述包装膜包括食品包装膜、药品包装膜。

35、本发明的有益效果在于，本发明提供了一种聚丙烯组合物，该产品通过在聚丙烯树脂中引入特定的氢化石油树脂、成核剂、脱氧剂以及环烯烃聚合物复配作为阻隔活性成分，使得制备的产品不仅具有较高的隔氧性能，同时该产品的透光率可以达到85％以上，并且具有较高的初始弯曲模量和延展性，应用制备的包装膜材料具有理想的挺度，实用效果优异。