[发明专利]一种高熔体强度聚丙烯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高熔体强度聚丙烯及其制备方法。

背景技术

聚丙烯作为五大通用塑料之一，具有熔点高，耐热性好、密度小、耐候、 机械性能优异和化学稳定性好等特点，广泛地应用于包装材料、机械零部件、 家用电器、合成纤维等领域。但是常规聚丙烯由于分子链的线型结构，导致其 熔体强度在温度高于熔点后急剧下降，直接造成聚丙烯在熔融加工中的一些缺 陷，如在热成型时壁厚不均匀、挤出涂布压延时出现边缘卷曲、难以吹膜及制 备发泡制品，极大地限制了它的应用范围。

高熔体强度聚丙烯是一种含长支链的聚丙烯，是一种含有一个或多个其链 长与临界缠结链长相当或比临界缠结链长更长的侧链分支聚丙烯。与具有相同 分子量的线型聚丙烯相比，长支链的聚丙烯表现出高的切敏度、零切粘度、熔 体弹性和高冲击强度(Graessley，Acc.Chem.Res.1977，10，332；Bersted 等，J.Applied Polym.Sci.1981，26，1001；Roovers，Macromolecules 1991， 24，5895)。长支链聚丙烯在低剪切速率下表现出较高的粘性，而在高剪切速 率下表现出较低的粘性。其熔体强度比具有相似流动特性的普通聚丙烯高很 多。其最重要的一个特点是在恒定应变速率下，其熔体流动的应力呈指数级增 加的趋势，表现出明显的应变硬化行为，从而保证热成型拉伸时聚合物具有均 匀变形的自我调节能力。因此，高熔体强度聚丙烯可用于吸塑、吹膜、发泡、 型材挤出和热成型等方面。

目前已有报导和使用的高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)，有相对分子量为双 峰分布和/或结构主链上带有很多长支链等特点。例如美国Dow Plastics的牌 号为Inspire Performance Polymers的HMS-PP系列产品；韩国三星综合化学 公司的系列HMS-PP；Basell Polyolefins公司的牌号为PF814的HMS-PP树脂； 北欧化工(Borealis)公司Daploy系列中牌号为WB260HMS的HMS-PP树脂， 以及埃克森美孚的高熔体强度PP树脂等。

高熔体强度聚丙烯的制备方法主要有两种：聚丙烯改性法和原位共聚法。

第一类聚丙烯改性法也是应用最多的一类方法，就是通过自由基反应对线 型聚丙烯或聚丙烯共聚物进行改性处理，包括树脂掺混法，辐照交联法，在有 机过氧化物和交联剂存在下的化学交联法以及反应挤出接枝法等。但第一类方 法都需要有多官能团单体的加入才能发生分子间的接枝，形成长链支化结构， 得到高熔体强度聚丙烯。由于自由基反应的复杂性，这些方法得到的产物通常 为各种产物的混合物，而且加工工艺难以控制。

另一类方法是利用茂金属催化剂在丙烯共聚合反应中产生长链支化结构。 Weiqing Weng等(US Patent 6225432，2001.Macromolecules 2002，35， 3838-3843；Macromol.Rapid Commun.2001，22，1488-1492)在丙烯聚合体 系中加入特殊制备的端基带有乙烯基双键(-CH＝CH2)的聚丙烯大分子单体， 使之与丙烯单体共聚，得到长链支化聚丙烯。但由于位阻的原因，具有较低分 子量的大分子单体更易于插入到聚丙烯分子链中，形成支化结构，而具有较高 分子量的大分子单体不易插入，从而造成支化链长度达不到形成链缠结的临界 分子量，不能有效提高聚丙烯的熔体强度。Lal，J.；Senyek，M.L(US Patent 4551503，1985)等在茂金属催化剂作用下让丙烯与非共轭α，ω-双烯烃，如1， 7辛二烯等。但此法很难控制只形成长链支化而不形成交联网状结构。

综上所述，本领域缺乏一种既不需要多官能团单体的加入，又能够获得包 括熔体强度在内的综合性能令人满意的高熔体强度聚丙烯。

发明内容

本发明的目的在于获得一种高熔体强度聚丙烯组合物，所述组合物不需要 加入不需要多官能团单体的加入，又能够获得包括熔体强度在内的综合性能令 人满意的高熔体强度聚丙烯。

本发明的另一目的在于获得一种本发明所述的组合物制得的高熔体强度 聚丙烯。

本发明的另一目的在于获得一种制备高熔体强度聚丙烯的方法。

在本发明的第一方面，提供了一种高熔体强度聚丙烯组合物，所述组合物 由以下重量组分组成：

聚丙烯48～99.989重量份，