[发明专利]新型EVA动态硫化增韧改性聚丙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种新型EVA动态硫化增韧改性聚丙烯材料及其制备方法。

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。

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，硫黄和过氧化物是最为常见的硫化剂，采用这些硫化剂制得的产品有较大异味，且过氧化物的成本较高。

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，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，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和一定的毒性。此外，弹性体乙烯和辛烯的共聚物的价格相对较高，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，具有高抗冲性能的新型乙烯-醋酸乙烯共聚物(简称EVA)动态硫化增韧改性聚丙烯材料，本发明具体通过如下技术方案实现：

本发明的一方面在于：新型EVA动态硫化增韧改性聚丙烯材料，由下述组分按质量份组成：

其中：选用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为增韧剂的理论依据是：EVA具有良好的弹性、柔性、相容性和黏结性。用EVA弹性体作为增韧剂，能有效提高聚丙烯(PP)的冲击性能、断裂伸长率，有明显的增韧作用，EVA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。

聚丙烯接枝马来酸酐为增容剂的理论依据是：

EVA分子链中有乙酰基，可以在强碱(如NaOH)的作用下发生皂化反应形成羟基。

聚丙烯是非极性的聚合物，EVA以及经过皂化处理后的EVA(简称，皂化EVA)都具有一定的极性，所以聚丙烯同皂化EVA之间的相容性较差。皂化EVA分子链上存在羟基，聚丙烯接枝马来酸酐能够同EVA分子链上的羟基发生反应，生成酯基，形成聚丙烯-皂化EVA接枝共聚物。使聚丙烯和EVA的相容性得到改善。从而改善共混物的力学性能。

马来酸酐为硫化剂的理论依据是：EVA经过皂化处理后其分子链上存在羟基，马来酸酐能够同皂化EVA分子链上的羟基发生反应，生成酯基。由于一个马来酸酐分子可以同两个羟基发生反应，所以马来酸酐能够将皂化EVA分子链连接起来，形成交联结构。

对于上述新型EVA动态硫化增韧改性聚丙烯材料，在具体优选方案中：所述的氢氧化钠的质量为所用乙烯-醋酸乙烯共聚物质量的5.5％。

对于上述新型EVA动态硫化增韧改性聚丙烯材料，在具体优选方案中：所述的聚丙烯接枝马来酸酐的质量为所用乙烯-醋酸乙烯共聚物质量的40％。

对于上述新型EVA动态硫化增韧改性聚丙烯材料，在具体优选方案中：所述的马来酸酐的质量为所用乙烯-醋酸乙烯共聚物质量的6.74％。