[发明专利]一种高强高韧聚丙烯共混复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强高韧聚丙烯共混复合材料及其制备方法，属于聚合物加工领域。

背景技术

聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，由于来源丰富，价格便宜，易于加工成型，产品综合性能优良，用途十分广泛，已成为通用树脂中发展最快的品种。但其性能还存在某些不足，如缺口冲击强度低，低温易脆断，收缩率大，抗蠕变性差，制品尺寸稳定性差，易产生弯曲变形，耐候性、耐光、耐热及抗老化性较差等缺点，极大地限制了其工程应用。为此，对PP进行高性能化改性，尤其是增韧改性研究具有十分重要的意义。

人们已开展大量工作对PP进行增韧改性研究。通常采用各种橡胶或热塑性弹性体与PP共混，形成抗冲击强度和低温韧性优良的共混物，如聚丙烯/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体(PP/SBS)、聚丙烯/顺丁橡胶(PP/BR)、聚丙烯/乳聚丁苯橡胶(PP/SBR)、聚丙烯/二元乙丙橡胶(PP/EPR)、聚丙烯/三元乙丙橡胶(PP/EPDM)、聚丙烯/聚异丁烯橡胶(PP/IBR)等均已获得广泛应用。但PP的力学强度和刚性有较大的降低和损失。目前广泛采用各种无机填料(碳酸钙、滑石粉、云母和硅灰石等)进行填充、补强，从而提高材料的尺寸稳定性、耐热性、刚性，同时降低材料成本，但所得材料耐刮痕性较差。采用塑料如乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯醚(PPO)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等作为PP增韧的改性剂，可使体系在韧性增加的同时减少刚性的损失，使材料的耐磨性、染色性等物理性质得到改善。但其增韧效果远不如橡胶和热塑性弹性体，并且由于与PP的相容性差，要使体系达到较高的韧性往往需要加大改性剂用量或添加相容剂。

中国专利CN1640926A，公开了一种增韧聚丙烯材料的制备方法，选用PP/EPDM为原料，在180-210℃共混，然后通过γ射线照射，制得材料的缺口冲击强度为20-40KJ/m²，但未说明材料拉伸强度指标。Tang Longxiang等，J.Appl.Polym.Sci.2004，92(5)，描述了于熔融状态在光敏剂兼作交联剂的情况下，将PP/EPDM(质量比70/30)暴露在紫外光下制得光交联PP/EPDM弹性体，与未交联的共混物相比，交联度为30％的材料其缺口冲击强度由35KJ/m²提高到48KJ/m²，但拉伸强度仅为17Mpa，材料制备过程较复杂。赵娟等，塑料工业2007，35(6)，采用聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)作为PP/PA共混材料的增容剂，制备得到的材料其拉伸强度保持在较高水平，但缺口冲击强度均小于10KJ/m²。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种高强高韧聚丙烯共混复合材料及其制备方法，其特点是选用聚碳酸酯(PC)和增韧弹性体协同增韧增强PP。制备新型增容剂来改善和提高体系的相容性，获得刚韧平衡、综合性能优异的PP共混材料。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料分数除特殊说明外，均为重量份数。

高强高韧聚丙烯共混复合材料的起始原料配方组分为：

聚丙烯      100份

聚碳酸酯    5～30份

增韧弹性体  5～50份

增容剂      1～30份  

抗氧剂      0.1～0.5份

其中，增韧弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)或乙烯-辛烯聚烯烃弹性体(POE)。

增容剂为苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)，聚丙烯接枝2-特丁基-6-(3-特丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯(PP-g-BPA)和聚丙烯接枝2-烯丙基双酚A(PP-g-2A)中的至少一种。

抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，二[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸三缩乙二醇酯，双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]1，6-己二醇酯或N，N’-亚己基二(3，5-二叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酰胺)中的任一种。

高强高韧聚丙烯共混复合材料的制备方法

1.PP接枝物的制备