[发明专利]一种聚丙烯增韧改性材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种聚丙烯增韧改性材料。

背景技术

聚丙烯作为一种通用塑料，具有良好的物理和化学性能，且价格低廉，其产品品种多、产量大、应用范围广。迄今为止，在汽车配件行业使用的合成树脂中，聚丙烯所占比例最大。但因其具有韧性差、尺寸收缩率大、不耐老化、与其他极性聚合物和无机填料的相容性差等缺点，限制了其作为结构材料和工程塑料的应用。为了提高聚丙烯的韧性，通常用聚丙烯与橡胶弹性体通过共混来实现，其中聚丙烯/三元乙丙橡胶、聚丙烯/乙丙橡胶等共混物已得到广泛应用。但这种改性材料在韧性大幅度提高的同时，因为弹性体的添加量大，其拉伸强度也受到了不小的损失。乙烯-醋酸乙烯共聚物具有良好的弹性、柔性、相容性和黏结性。用乙烯-醋酸乙烯共聚物弹性体作为增韧剂剂，能有效提高聚丙烯的冲击性能、断裂伸长率，且有明显的增韧作用，乙烯-醋酸乙烯共聚物加入聚丙烯共混体系，其成本低于其他弹性体或橡胶改性聚丙烯。

动态硫化技术是指在弹性体和塑料熔融共混时，加入弹性体硫化剂，使弹性体相一边交联一边在机械力作用下剪碎的过程。当以塑料为主，与弹性体共混制造增韧塑料时，动态硫化可进一步提高增韧塑料的性能。用这种方法制备聚合物共混材料并不需要合成新聚合物，而只需将现有的聚合物进行共混。因此节约了开发新聚合物品种的巨额资金投入。但是对于聚丙烯/弹性体的动态硫化体系，如果只加硫化剂往往会因为聚丙烯分子链受到硫化剂的影响而发生断链，造成制品力学性能差。因此，聚丙烯/弹性体的动态硫化体系在制备的时候需要加入一些助硫化剂来控制产品性能。

综上所述，用弹性体动态硫化增韧聚丙烯能有效提高聚丙烯的力学性能。但前提是弹性体的用量要适当，硫化剂对聚丙烯自身结构的影响必须尽可能得少。

殷锦捷等人在塑料科技，35(1)，32～34，2007中报道了用乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚丙烯共混来增韧聚丙烯的方法。该法制得的乙烯-醋酸乙烯共聚物增韧聚丙烯在乙烯-醋酸乙烯共聚物含量为20％的时候，简支梁缺口冲击强度为6KJ/m²，拉伸强度为26MPa，该改性聚丙烯在较高乙烯-醋酸乙烯共聚物含量的时候缺口冲击强度仍然较低，且对拉伸强度有较大程度的下降，力学性能欠佳。

任星林等人在塑料工业，36(6)，110～115，2008中报道了一种用乙烯和辛烯的共聚物动态硫化增韧的聚丙烯。由于采用了动态硫化技术，弹性体乙烯和辛烯的共聚物颗粒以较小的粒径分散于聚丙烯基体中。聚丙烯具有较高的冲击性能。但是，该种方法增韧的聚丙烯由于用过氧化二异丙苯作为硫化剂，所以制品有较大的臭味。并且弹性体乙烯和辛烯的共聚物的价格相对较高，除此之外，乙烯和辛烯的共聚物用量达40％的时候，聚丙烯的悬臂梁缺口冲击强度才达到较高水平，这使制品缺乏经济性。因此，需要寻找一种更为经济实用的聚丙烯增韧方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，制备一种成本更低、综合力学性能更好，产品气味更小，具有高抗冲的聚丙烯增韧改性材料，以及聚丙烯增韧改性材料的制备方法。

本发明所述的聚丙烯增韧改性材料，按质量份，所述材料由下述组分组成：

基体        100

硫化剂      0.25～0.7

助硫化剂    0.07～0.22

其中所述的基体，按质量百分比，由下述组分组成：

聚丙烯      75％～95％

增韧剂      5％～25％

其中所述的硫化剂为双叔丁基过氧化异丙基苯，助硫化剂为硫黄，增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。

上述聚丙烯增韧改性材料中，聚丙烯的质量百分比优选为80％，增韧剂的质量百分比优选为20％。

上述聚丙烯增韧改性材料中，硫化剂的质量份优选为0.4～0.6，最优选的质量份为0.55。

上述聚丙烯增韧改性材料中，助硫化剂的质量份优选为0.1～0.2，最优选的质量份为0.12。

本发明的另一方面的目的是提供一种聚丙烯增韧改性材料的制备方法，包括如下步骤：

①称取质量份为100份的基体，其中基体是由质量百分比为75％～95％的聚丙烯和5％～25％的增韧剂组成；

②将①称取好的100份基体，0.07份～0.22份的助硫化剂加入到温度为180℃，转速60r/min的转矩流变仪中，共混3min，得混合熔体；

③将0.25份～0.7份的硫化剂加入到②的混合熔体中，继续共混10min，出料，迅速剪切为直径4mm的颗粒，即为改性材料。